秦声雷，侯国祥，郭文强，周斌斌，姜思远

华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074

0 引 言

经典的流体力学假设固液边界为无滑移边界条件，即壁面的切向速度恒为零，固液界面不发生滑移。这种假设在宏观上得到验证，并被广泛应用于科学分析和工程应用中。但是有研究表明[1-3]在微尺度流动中，界面上存在滑移现象。吴承伟等[4]对流动边界滑移问题进行了综述，边界滑移现象受诸多因素影响，如表面粗糙度、液体粘性、接触角、速度梯度和温度等[5-8]。格子Boltzmann方法（LBM）基于分子动理学，作为一种介观方法，适用于对微尺度流动的模拟。近年来，黄桥高等[9]应用LBM 的伪势模型[10-11]对超疏水表面减阻特性进行研究，得出表观滑移发生在近壁区低密度层上的结论。王凯等[12]应用LBM，对固液界面滑移现象的影响因素进行了研究，表明滑移长度不显著依赖于剪切率。

传统的减阻理论认为，超疏水表面在水下可以形成气膜层而不与外层液体直接接触，原来的固液接触面变为气液接触面，使得表面承受的剪切应力大大减小，并在气液界面产生滑移速度。任刘珍等[13]综述并总结了超疏水表面减阻所面临的问题——在高剪切速率和高压作用下气液界面会发生失稳，从而导致减阻效果不佳。吕鹏宇等[14]对气液界面的稳定性和演化规律进行了总结。事实上，将微结构中的气体替换为润滑油，可以在保持良好减阻特性的同时，还较大地保证滑移界面的稳定性。Wong 等[15]合成了一种液润多孔表面（SLIPS），发现这种表面能使液滴具有极小的滚动角、可以承受高压和冲击（氮气环境中达到676 atm）、具有良好的自我修复性和光学透明性。……