超疏水表面减阻技术一直都是备受关注的研究热点,由于其独特的微/纳界面效应,超疏水表面能够在水下封存空气泡,在近壁面流场呈现多相流、边界滑移等特点。该技术在微流控芯片、海洋工程及管道运输等领域具有十分广阔的应用前景。然而,目前超疏水减阻技术的研究还存在一些问题,一是关于超疏水表面减阻机理的研究还处于探索阶段,需要进一步完善;二是大多数超疏水表面耐久性较差,无法满足减阻领域长时间应用的需求。本文从理论和实验两方面研究了超疏水表面减阻特性,揭示了超疏水表面的减阻规律,开展了耐久性超疏减阻表面制备方法的研究。关于超疏水表面的减阻模型大多数都是建立在表面微气泡稳定存在的基础上,并没有考虑固体表面润湿性以及微气泡状态对减阻效果的影响。针对上述问题,在微观结构上建立了超疏水表面动态气泡减阻模型,综合分析了表面润湿性和表面形貌对气泡稳定性及减阻效果的影响。通过对表面疏水性、微结构尺寸、固-液界面分数、水流速度等因素的系统研究,仿真结果表明:随着表面疏水性的增加,微观结构封存空气泡的能力增强,减阻效果明显提升;具有微/纳复合结构的超疏水表面封存空气泡的能力明显优于单一结构的超疏水表面,减阻效果也大幅度提高。依据减阻模型的理论指导,采用强电场下微孔腐蚀法和PEI辅助调控氧化锌生长法分别制备了微米结构、纳米结构及微/纳复合结构的样品,经过低表面能物质修饰后,发现具有微/纳复合结构的样品表面疏水性最好。通过摩擦阻力测试系统对不同微观结构的超疏水表面进行测试,实验结果表明,相同水流速度下,微/纳复合结构的超疏水表面减阻效果最好,与仅有微米结构的超疏水表面相比,减阻率提升幅度达20%以上。实验结果与仿真结果相吻合,验证了超疏水表面动态气泡减阻模型的正确性。针对减阻表面实际应用的需求,分别从微观结构和疏水涂层两个方面开展了实验研究,提出了一种耐久性超疏水减阻表面的制备方法。通过研究不同方法制备的微观结构对超疏水表面减阻效果和耐久性的影响,发现在短时间的测试下,接触角越大的样品减阻效果越好;但随着冲水时间的延长,生长法制备的超疏水样品上接触角和减阻效果都会迅速下降;而刻蚀法制备的超疏水样品,在较长一段时间内都能保持较高的接触角和良好的减阻效果。接着研究不同涂层对超疏水表面耐久性的影响,结果表明松香和Si O2粒子疏水涂层的表面耐久性优于单分子氟化剂的疏水涂层。因此,采用刻蚀和团聚喷涂相结合的方法可制备耐久性良好的超疏水减阻表面。针对实际应用中超疏水表面易被油脂污染以及其他液体的固-液界面减阻问题,开展了超双疏表面制备及减阻研究工作。超双疏表面对多种液体都具有排斥特性,目前大多数超双疏表面的制备工艺都比较复杂,且对衬底材料有较严格的要求。在刻蚀和喷涂相结合的基础上,引入了表面活性剂,在常见金属上制备FS-61/PTFE超双疏表面,具有优异的减阻、防污、防腐蚀等特性。以铝合金上制备的超双疏表面为例,样品对表面张力大于30m N/m的液体都具有超疏效果,其中,水的接触角高达165°,菜籽油的接触角约为158°,滚动角都小于5°。该超双疏表面对多种流动液体具有减阻效果,且耐久性良好。