刘丽霞, 王康俊, 王鑫蔚, 田海平, 姜 楠,2,*

1. 天津大学 机械工程学院, 天津 300354; 2. 天津市现代工程力学重点实验室, 天津 300354;3. 太原理工大学 机械与运载工程学院, 太原 030024

0 引 言

湍流与壁面的摩擦阻力是流体流动阻力的主要来源，通过控制湍流来减小壁面摩擦阻力对于节能减排具有重要的意义和应用价值。沟槽壁面减阻和超疏水壁面减阻作为2种典型的被动控制减阻技术，具有不需要额外能量消耗、控制简单易行、减阻效果显著等优点，一直受到学术界和工业部门的重视。

在沟槽减阻方面，Bechert等[1]通过油洞实验对各种沟槽结构单元体的阻力性能进行研究，发现Blade型减阻效果最好，减阻率可达9.9%。Chamorro等[2]对表面覆盖有纵向微沟槽的机翼模型进行模拟研究，发现微沟槽的尺寸对其减阻效果有很大影响。Mamori等[3]对正弦型沟槽表面在湍流通道流中的涡旋结构进行测量，发现沟槽内部产生的二次涡可以降低顺流向反向旋转涡对向上抬升低速流体的能力，从而降低湍流猝发。Benschop等[4]对一种具有防垢性能的沟槽表面进行了实验研究，得到了6%的减阻率。杨绍琼[5]和李山[6-7]等发现沟槽改变了相干结构的空间形态和尺度，减少了近壁流体和外区的动量能量交换。王鑫等[8]的实验结果表明沟槽使得近壁区顺向涡数量和尺度差异均减小，从而实现流动减阻。

超疏水壁面减阻是新发展起来的一种新型仿生减阻技术。这种技术通过模仿荷叶表面微纳尺度结构产生的超疏水效应，利用人工制备超疏水壁面实现湍流减阻，是近年来学术研究的热点。……