减阻是大型飞机发展的基础科学技术问题之一。从空气动力飞行伊始，阻力就是飞行器设计中的主要问题。降低阻力可以提高飞机效率，同时改善飞机的经济性。根据目前大型客机降低阻力，提高效率的实际需要，本文研究了一种使用被动流动控制减阻方法，通过在固壁表面布置微结构来改善流场从而实现减阻。本文采用RANS和LES相结合的数值计算方法，比较系统地分析了在平板及高低速翼型表面横置小肋及沟槽对降低湍流摩擦阻力的影响。文中使用RANS方法计算平板和翼型阻力，而LES方法则着重分析流场变化过程，以研究减阻机理。在此基础上，对微结构的参数进行了较为细致和系统的分析研究，最终使用响应面等优化方法，开展了横置微结构外形及布置参数的优化研究。另外将小肋参数进行无量纲化研究。最后考虑了将微结构分布的形式进行改变，在平板表面离散化布置以增加其工程实用性。通过对平板表面微结构计算结果的分析与优化，得到了具有最佳减阻效果的小肋参数，使用最优参数的小肋与沟槽，与平板对比，分别得到了最大3.986%和4.675%的减阻效果。无量纲化结果显示，当无量纲高度h~+≤5时有减阻效果，并且h~+=2~3时阻力最小。离散化布置微结构的结果表明，离散化布置后，仍然能得到一定的减阻，但是效率有所降低。在高速和低速翼型表面布置微结构的计算结果显示，微结构的加入改变了翼型表面的流场和压力分布，使得粘性阻力略有降低但是压差阻力上升，最终使得总阻力增加。通过对流场的分析，得到了微结构减阻的机理，即横置的微结构能够产生涡柱，其功能类似机械轴承中的滚柱，因而称其为微型空气滚柱(Micro Air Rollers, MARS)，涡柱改变了流体与平板的作用方式及近壁速度剖面，降低了摩擦阻力，进而使总阻力降低。本项研究为进一步开展微结构湍流减阻及参数优化研究提供了基础。