如今,水下自主式航行器已经广泛运用于各个领域,其广泛的适用性可以为水下探测、科研考察、事故救援等领域带来极大的便利。仿生型水下机器人作为水下自助式航行器的一个分支,利用仿鱼类的运动方式,较好的改善了传统螺旋桨式航行器的低效率、高能耗、高扰动性的问题,是未来业界研究的重心。为了改善水下机器人的运动效率,减少其受到的阻力是设计的重点,针对水下机器人的减阻问题,本文从非光滑表面减阻的角度出发,利用仿真分析的工具进行了研究,对不同的减阻结构的减阻效果进行了对比分析。本文首先对目前壁面减阻的主要方法及研究现状进行了综述,并进一步阐述了本文主要研究内容即非光滑表面减阻技术,并对比了主流的几种方法的优缺点,结合水下机器人的运动特点和运动环境,确定了减阻结构研究的重心为肋状结构、随行波结构和凹坑鼓包结构。其次,分析了水下机器人在流场环境中受到的阻力,结合其航行时的特点构建了相关的数学模型,包括流体动力学中的控制方程及湍流模型,并确定了离散方法和求解方法。针对上述的几种减阻结构,采用Fluent软件进行了CFD仿真,结合仿生型水下机器人的游动特点,分别进行了仿真,分析仿真结果对比后发现凹坑结构较能满足需求。结合对比仿真分析结果,进行了进一步的仿真研究,得到了来流角度0-30°,速度1m/s-20m/s范围内的凹坑结构的减阻效果,并进行了进一步的凹坑结构的尺寸参数优化设计,优化设计后得到了最优减阻方案。为了结合仿真结果进行进一步的实验,设计制造了一种仿生海豚型水下机器人,并将带有凹坑表面减阻结构的仿生海豚与光滑表面的仿生海豚进行了水下对比实验,减阻效果良好,速度提升约5%。