减少摩擦阻力的表面形貌效应研究

流体中的航行体所遇到的阻力主要是摩擦阻力，如何大幅度减少摩擦阻力，是目前提高航速与航程难以逾越的技术障碍。本研究提出，利用表面形貌在高速流场下的空化原理，通过合理的材料组合以控制表面能及气－固相间引力使气泡承载，最终获得高速航行条件下大幅度降低摩擦阻力的新理论与新技术。主要研究内容包括，气泡稳定存在与表面形貌构型间关系；表面形貌效应与粘性底层、系统响应特性间的动力学关系准则；与表面形貌相关的流速、旋涡中心压强的关系准则；凹形表面形貌旋涡空化机制；通过表面形貌控制旋涡中心压强的理论；粘附键分子力作用及湿润状态及湿润过程速度对表面能控制的影响；表面形貌与涂层表面制备技术等。最终提出减少摩擦阻力的表面形貌效应的综合理论，形成大幅度降低流体中航行体的摩擦阻力的技术，为国民经济的发展和加强国防安全作出贡献。