为了提高国家的综合国力,大力发展海洋经济与国防势在必行,而海洋航行体在这发展战略中扮演着极其重要的角色。减小航行体在运动过程中的流体阻力,可以有效增加其航行速度、提高能源使用效率。当今世界的发展和能源是紧密相连的,解决能源危机才是可持续发展的基础,因此减阻技术已成为国内外海洋科学技术领域的研究热点。本文主要对河鲀体表黏液的流变特性及其减阻应用进行研究。依据河鲀的洄游特性,研究了河鲀表皮特性及其体表黏液的流变特性,构建出河鲀表皮拉伸的本构模型及河鲀体表黏液在稳态剪切下的Carreau模型。通过仿真实验,研究流速、黏液浓度以及壁面粗糙度对实验的影响,分析河鲀体表黏液的减阻特性,具体研究内容如下:(1)通过取样测量的方法研究了河鲀表皮骨刺的分布情况;使用Attension Theta光学接触角测量仪研究了河鲀表皮的接触角大小及其影响因素;采用CTM2100微机控制电子万能材料试验机,对河鲀表皮进行拉伸测量研究,并确定其拉伸的本构模型。(2)使用MCR92高级旋转流变仪的同轴圆筒测量系统对河鲀体表黏液的流变行为进行测试,得到河鲀体表黏液的流变特性。考虑的主要影响因素有:时间依懒性、浓度的影响、扫描频率的影响、温度的影响以及剪切史的影响。(3)通过对比其他减阻剂或生物黏液,并结合后续仿真实验的需要,分析河鲀体表黏液的流变特性,采用Carreau-Yasuda模型,对数据进行拟合,并分析河鲀体表黏液的减阻机理。(4)使用数值模拟的方法,研究流速、黏液浓度以及壁面粗糙度对仿真实验的影响。选择合适的数值模拟方法、湍流模型、壁面处理方式、控制方程离散化方法、离散格式、流场数值解法,并根据实验要求确认仿真初始条件。(5)在光滑平面上,以水作为参照,通过计算减阻率发现,黏液相对于水介质的减阻率可达60%~70%,并且流速越小减阻率越高。不同浓度的黏液,通过仿真实验后发现,其减阻性能几乎是一样的。固定流体介质都是黏液,对仿河鲀表皮骨刺的非光滑表面进行仿真,并以光滑平面作为参照,非光滑表面的减阻率为1.68%~8.08%。(6)通过分析计算区域底部的剪切应力以及计算区域末端底部到顶部的速度变化情况,得到河鲀体表黏液流变特性的仿生减阻机理是:黏液延缓了层流到湍流的转捩,使得层流的区间延长,减少了速度损耗;黏液衰减了湍流边界层的振动,加快了从壁面零速度到正常速度的变化速率。从而实现减阻目的。