随着经济的快速发展，能源问题日益严峻，能源与阻力息息相关，减阻即意味着节约能源，国内外正在不断加快各种减阻技术的研究。减阻技术的研究对于节约能源、提高能源的利用率具有重要作用，在海陆运输、航空、油气管道输送等诸多领域具有广泛的应用前景。通过仿生表面减阻方法来降低物体在流体介质中的表面摩擦阻力已经成为减阻领域研究的一个热点问题，开辟新的减阻途径对于节约能源、提高能源利用率、完善减阻理论体系具有重要意义。论文在国家自然科学基金项目：仿生射流表面减阻特性及减阻机理研究（51275102）的资助下，针对流体流经固体后在接触界面间存在着较大的摩擦阻力、消耗大量能量这一问题进行研究。受鲨鱼鳃部射流现象的启发，基于仿生学原理，为探索射流表面的减阻问题，以鲨鱼鳃部射流特征为生物原型，建立类似于鲨鱼鳃部射流特征的仿生射流结构模型，通过理论分析、数值模拟及实验的方法，研究仿生射流的减阻性能，揭示仿生射流表面相关因素对其减阻特性的影响规律，阐明仿生射流表面的减阻机理。提出仿生射流表面减阻方法，建立了具有鲨鱼鳃部特征的仿生射流模型，在主流场速度一定、射流速度在特定范围内变化的条件下，研究了仿生射流表面的减阻特性，得到了射流速度对减阻效果的影响规律；分析了仿生射流表面对模型壁面黏性阻力和压差阻力的影响特性，从壁面所受的剪应力、压应力以及边界层的变化情况，探究了仿生射流表面的减阻机理。针对仿生射流表面零射流情况，建立具有半球形凹坑的仿生零射流表面模型，分析其减阻特性，并以气动灭火炮弹体橡胶密封圈为载体，考虑到橡胶密封圈与炮管之间的密封及摩擦问题，建立具有仿生零射流表面特征的橡胶密封圈模型，通过数值模拟的方法，研究橡胶密封圈仿生零射流表面的密封特性及减阻特性。针对仿生射流表面流场问题，建立了基于圆形射流孔形状的仿生射流表面结构模型及可拓模型，利用SST k-ω湍流模型对仿生射流表面模型进行数值模拟，在主流场入口速度一定时，分析了射流孔径与射流速度耦合情况下仿生射流表面对壁面摩擦阻力及减阻率的影响规律，揭示了射流孔径与射流速度耦合情况下仿生射流表面对边界层的控制行为。对仿生射流表面射流角度与射流速度耦合情况进行分析，建立了射流角度与射流速度耦元、耦合方式的可拓模型，利用SST k-ω湍流模型对仿生射流表面射流角度与射流速度耦合情况下的减阻特性进行数值模拟，研究了射流角度与射流速度耦合情况下的仿生射流表面减小压差阻力和黏性阻力的原因及仿生射流表面对边界层的控制行为。对仿生射流表面主流场速度与射流速度耦合情况进行分析，建立了主流场速度与射流速度耦元、耦合方式的可拓模型，利用RNG k-ε湍流模型对仿生射流表面主流场速度与射流速度耦合情况下减阻特性进行数值模拟，研究了主流场速度与射流速度耦合情况下的仿生射流表面对黏性阻力和压差阻力的影响规律，分析了耦合情况下仿生射流表面对减阻及节能特性的影响，阐明了主流场速度与射流速度耦合情况下仿生射流表面对射流孔附近壁面流域边界层的控制行为。基于同轴旋转测试原理，建立了同轴旋转测试与平面测试下模型壁面所受摩擦阻力间的关系的数学模型，设计了回转体实验模型。研制了仿生射流表面减阻测试实验平台，并对实验平台的数据采集系统进行设计，基于LabVIEW环境下编写图形用户界面，实现对数据流程的软件控制，采集实验过程中不同实验模型下流体对其表面的摩擦扭矩值，达到对数据采集的自动化及数据监控的实时化。通过仿生射流表面减阻测试实验平台对仿生射流表面和光滑表面的回转体模型进行实验研究，采用对比分析的方法，分析射流孔径、旋转速度、射流速度以及射流角度等因素对仿生射流表面模型所受摩擦扭矩的影响，计算仿生射流表面的减阻效果，分析实验数据，从实验角度验证仿生射流表面的减阻特性，并将实验结果与数值模拟结果进行对比分析。