仿生表面微结构减阻优化及机理研究综述
仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构
仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构近年来，随着科学技术的不断发展，人们对于微纳结构的研究越来越深入。
微纳结构的设计和制备对于提高材料的性能和功能具有重要意义。
其中，减阻是一种常见的应用，它可以降低流体在固体表面运动时的摩擦阻力，从而提高流体的传输效率。
在过去的研究中，人们发现仿生结构可以在自然界中找到很多启示。
例如，沙垄表面的微小颗粒排列呈现出一种特殊的分形形态，这种形态可以有效地减小流体在沙垄表面的阻力。
受到这一启示，研究人员开始探索仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构。
该微纳结构的基本单元是由舌状结构组成的多层分形形态。
每一层的舌状结构都具有由微小颗粒构成的表面，这些颗粒排列成分形的形状。
通过层层叠加，形成了多层的分形结构。
这种结构的设计使得液体在微纳结构表面流动时，可以在不同的尺度上不断地分流和重新聚合，从而减小流体在结构表面的摩擦阻力。
为了制备这种仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构，研究人员采用了一种先进的制备技术，例如电子束光刻和电化学蚀刻等。
通过这些技术，可以精确地控制微纳结构的形貌和尺寸，从而实现结构的减阻效果。
实验结果表明，仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构具有良好的减阻性能。
相比于传统的平坦表面，该结构可以显著降低流体在结构表面的摩擦阻力。
这一特点对于提高流体传输效率具有重要意义，特别是在一些需要高速流动的应用中，例如微流控芯片和液体输送系统等。
仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构还具有其他一些优点。
例如，它可以增加结构表面的接触面积，从而提高传热效率。
仿沙垄舌形多层分形减阻微纳结构是一种具有潜力的微纳结构，它可以有效地降低流体在固体表面的摩擦阻力，提高流体的传输效率。
随着制备技术的进一步发展和优化，相信这种结构将在多个领域得到广泛的应用，为相关技术和产品的发展带来新的机遇和挑战。
仿生表面织构及其在油气装备中的应用 ppt课件
钻头轴承配对副摩擦性能-Stribeck 参数和深径比
摩擦系数随Stribeck 参数的变化
优选微凹坑磨损量变化曲线
钻头轴承销-盘织构试样优选深径比为0.165和0.483时，润滑、减磨性能较优。
X. He, L. Zhong, et al, Industrial Lubrication and Tribology, 67, 630, 2015
牙轮钻头结构示意图
牙轮钻头工况示意图
钻头破岩过程模拟
6
1.2 牙轮钻头轴承失效形式
塑性变形
磨料磨损
轴承断裂
牙轮钻头轴承失效破坏形式
黏着磨损
2 柱塞泵液力端工程背景
2.1 柱塞泵液力端结构与工况
工 况 恶 劣 和 复 杂
大功率、大排量 高排出压力 冲击动载
交变往复运动
2.1 柱塞泵液力端零部件失效形式
表面织构优异功能：降低摩擦、减小磨损和提高承载能力， 是改善摩擦副摩擦学性能的一种有效手段。
自然界生物的体表微观形貌
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2.表面织构的润滑减磨机理
✓ 产生附件流体动压 ✓ 储存和补充润滑介质 ✓ 捕捉磨损颗粒 ✓ 提升润滑状态
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3.表面织构的应用领域
发动机气缸内部微结构
提升了相对滑动摩擦副的润滑、 减磨性能；延长了产品的使用寿 命；
仿生表面织构及其在 油气装备中的应用
2016-11-5
目录
一、油气装备的工程背景 二、仿生织构摩擦学的简介 三、仿生织构减磨研究-钻头轴承与柱塞动密封副 四、仿生表面织构减阻研究-深水钻井隔水管 五、总结和展望
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
《汽车列车形态仿生减阻特性研究》范文
《汽车列车形态仿生减阻特性研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们对于节能减排的日益关注，汽车列车的减阻技术成为了研究的热点。
在汽车列车的设计中，减阻不仅可以提高其行驶的效率和舒适性，还能有效降低能源消耗和排放。
近年来，仿生学在汽车列车设计中的应用逐渐受到重视，通过仿生学原理研究生物体的形态结构，以实现减阻效果。
本文旨在研究汽车列车形态仿生减阻特性的相关内容，以期为汽车列车的优化设计提供理论依据。
二、仿生学在汽车列车减阻中的应用仿生学是借鉴生物体结构与功能原理，应用于工程技术的一种方法。
在汽车列车的设计中，通过仿生学原理，可以研究生物体的流线型形态、表面结构等，以实现减阻效果。
例如，鱼类在水中游动时，其流线型形态能够有效减少水流的阻力，从而获得更高的游动速度。
因此，可以借鉴鱼类的流线型形态，对汽车列车的形态进行优化设计。
三、汽车列车形态仿生减阻特性的研究方法1. 文献综述：通过查阅相关文献，了解国内外在汽车列车形态仿生减阻方面的研究现状，分析已有研究成果的优缺点。
2. 实验研究：通过实验测试不同形态汽车列车的减阻效果，对比分析其优劣。
实验可以采用风洞实验、道路实验等多种方法。
3. 数值模拟：利用计算机仿真技术，对汽车列车的流场进行数值模拟，分析其减阻机理。
4. 形态优化：根据实验和数值模拟的结果，对汽车列车的形态进行优化设计，以提高其减阻效果。
四、汽车列车形态仿生减阻特性的研究成果1. 流线型形态的优化：通过仿生学原理，研究发现流线型形态能够显著降低汽车列车的风阻。
在汽车列车的车身设计中，采用流线型形态能够有效减少空气阻力，提高行驶的稳定性和舒适性。
2. 表面结构的优化：借鉴生物体的表面结构，如鱼类皮肤的微结构，可以在汽车列车表面设计出具有减阻效果的微结构。
这些微结构能够破坏空气流的层流状态，使气流更好地贴合车身表面，从而减少阻力。
3. 动力学特性的改善：通过对汽车列车动力学特性的分析，发现仿生设计的汽车列车在行驶过程中能够更好地适应道路条件，减少因道路不平引起的振动和阻力。
仿生表面减阻的研究现状与进展_马付良
在海洋经济建设和 海 洋 国 防 中 发 挥 着 重 要 作 用 。 海中航行 体 的 运 行 速 度 和 能 量 消 耗 率 是 评 价 其 性能的 重 要 指 标 ， 运行速度决定着航行体的性
；修 回 日 期 ： ；基 金 项 目 ： ＊ 国 家 自 然 科 学 基 金 （ ；浙 江 省 重 点 科 技 创 新 团 队 项 目 收稿日期 ： ２ ０ １ ５－１ ０－１ ２ ２ ０ １ ５－１ １－２ ０ ５ １ ３ ３ ５ ０ １ ０） （ ） ；宁波市创新团队项目 （ ） ２ ０ １ １ Ｒ ５ ０ ０ ０ ６ ２ ０ １ １ Ｂ ８ １ ０ ０ １ ，男 （ ，研究员 ，博士 ；研 究 方 向 ：海 洋 航 行 体 界 面 调 控 与 仿 生 减 阻 ； ：（ ： 通讯作者 ：曾志翔 （ 汉） １ ９ ８ ２－ ） Ｔ ｅ ｌ ０ ５ ７ ４） ８ ６ ６ ８ ５ ８ ０ ９； Ｅ －ｍ ａ ｉ ｌ ｚ ｅ ｎ ｚ ｈ ｘ＠ｎ ｉ ｍ ｔ ｅ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ ｇ ；网络出版地址 ： ： ／ ／ ／ ／ ／ 网络出版日期 ： ２ ０ １ ６－０ １－３ ０ １ ７∶０ ９ ｈ ｔ ｔ ｗｗｗ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ｋ ｃ ｍ ｓ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ １ １． ３ ９ ０ ５． ｔ ． ２ ０ １ ６ ０ １ ３ ０． １ ７ ０ ９． ０ ０ ４． ｈ ｔ ｍ ｌ ｐ ｇ ］ （ ） ： 引文格式 ：马付良 ，曾志翔 ，高义民 ，等 ．仿生表面减阻的研究现状与进展 ［ Ｊ ．中国表面工程 ， ２ ０ １ ６， ２ ９ １ ７－１ ５．ＭＡ Ｆ Ｌ， Ｚ Ｅ ＮＧ Ｚ ［ ］ ， Ｘ，ＧＡＯ ｒ ｏ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｙ Ｍ， ｅ ｔ ａ ｌ ． Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｄ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｊ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ２ ０ １ ６， ２ ９ ｐ ｇ ｇ ｇ ｇ （ ） ： １ ７－１ ５．
壁面微结构流动控制技术的减阻机理研究
壁面微结构流动控制技术的减阻机理研究李恩田;吉庆丰;庞明军【摘要】为了研究壁面微结构流动控制技术的减阻效应及其产生的原因,利用循环管路系统的方形管道进行了压降测定试验,并利用粒子成像测速仪测量了边界层内部结构和对应的参数.试验采用了沟槽和肋条两种不同类型的微结构壁面,每种形状的微结构各有3种不同的结构尺寸.试验研究结果表明:在一定的无量纲宽度s+范围内,6种不同的微结构壁面都具有减阻效果;减阻率随着s+的增大,呈现先增大后减小的趋势,其中沟槽壁面2的减阻效果最好,最大减阻率为9.90％;壁面微结构通过影响流场内部的涡结构、湍流脉动、雷诺切应力和平均流速等使得不同壁面微结构具有减阻效果.【期刊名称】《水利学报》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】8页(P767-774)【关键词】流动控制;壁面微结构;减阻率;雷诺应力;湍流脉动强度【作者】李恩田;吉庆丰;庞明军【作者单位】扬州大学水利与能源动力工程学院,江苏扬州225127;常州大学石油工程学院,江苏常州213016;扬州大学水利与能源动力工程学院,江苏扬州225127;常州大学石油工程学院,江苏常州213016【正文语种】中文【中图分类】O357.51 研究背景流动控制技术是被动或主动采用某种装置使得壁面有界流动或自由剪切流动获得有益的改变，这些有益的改变包括减阻、增升、混合增强和流噪声抑制。
壁面微结构减阻技术研究是近壁面湍流流动控制技术研究领域的一个重要组成部分，此项技术研究起步于上世纪30年代初，60年代中后期具有成效的研究工作普遍展开。
Bechert等［1-3］对不同断面形状的壁面微结构做了大量试验，得到了相似的结论，V形微沟槽的减阻效果最好，当沟槽的高度h和间距s的无量纲尺寸分别为h+≤25和s+≤30时具有减阻特性，当h+=s+=15时减阻率最大，最大减阻率为8%。
国内王晋军等［4-6］通过利用LDV、PIV流动测试技术发现：微结构壁面湍流边界层内部湍流强度减弱，并且边界层厚度增厚。
仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备
仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备
徐征;刘日;王天昊;迟振东;王作斌;李理
【期刊名称】《实验流体力学》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。
为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在飞行器的大气传感器半球头体模型表面制造仿生鲨鱼皮复合微纳结构,即在仿生鲨鱼皮鳞片结构的基础上,通过激光干涉扫描二级微沟槽,以进一步提升减阻效果。
采用CFD仿真与风洞实验相结合的方式,对减阻机理进行理论分析,完成了复合结构的微纳制造,减阻率最高可达10.3%。
【总页数】8页(P107-114)
【作者】徐征;刘日;王天昊;迟振东;王作斌;李理
【作者单位】长春理工大学国家纳米操纵与制造国际联合研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O357.5
【相关文献】
1.带有减阻增稳仿生结构的车辆空气动力学特性仿真研究
2.仿生鲨鱼皮滚压成型表面减阻数值模拟研究
3.钛表面阳极氧化制备仿生化的微纳复合结构
4.离心泵仿生
微结构叶片减阻特性的仿真研究5.沟槽型微纳复合结构表面的制备与减阻性能研究
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仿生非光滑表面管道的设计及有限元分析
仿生非光滑表面管道的设计及有限元分析钟佩思;赵晓贺;倪伟;杨凯歌【摘要】仿生非光滑表面的减阻作用由于其在工程中的应用价值而被广泛关注.为了减小油气管道运输摩擦阻力损失,将蚯蚓体表的生物学特征引入管道中,设计了凸包型、凹包型2种非光滑壁面管道.结合理论分析、仿真模拟两种手段研究了仿生管道的高性能机理.通过对比仿生管道与普通管道内流体的流动特性,得到了性能最高的非光滑结构:凸包非光滑内壁管道.该管道相对于普通光滑管道,具有更高的减阻率,运输能量更强,流速更高,可为运输管道仿生减阻的深入分析提供参考.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】6页(P70-75)【关键词】仿生;非光滑表面;减阻;管道;有限元分析【作者】钟佩思;赵晓贺;倪伟;杨凯歌【作者单位】山东科技大学先进制造技术研究中心,山东青岛266590;山东科技大学先进制造技术研究中心,山东青岛266590;山东科技大学先进制造技术研究中心,山东青岛266590;山东科技大学先进制造技术研究中心,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TH137;TE832引言管道运输是油气等能源运输的主要方式，管道运输中80%以上的能量损耗都在表面摩擦阻力上[1]。
因此减少摩擦阻力损失，一直是储运研究者们关心的问题。
传统的减阻方法使管道表面更加光滑，但由于技术水平的限制，提高管道内壁的光滑度是有限的。
与此同时，生活在土壤中，皮肤像砂纸一样的蚯蚓可以在土壤中快速移动。
这一现象表明：以减小表面粗糙度来减小表面阻力的方法是存在问题的。
任露泉等对蚯蚓体表柔性及其防粘特性进行了分析，认为蚯蚓体表能产生非光滑效应，有利于在土壤中穿梭。
基于此，根据仿生学原理，研究了蚯蚓体表特征及其减阻机理，将蚯蚓的生物学特性应用于管道中，设计了凸包非光滑壁面、凹包非光滑壁面两组仿生管道[2]。
利用三维数字化软件进行建模，并通过有限元分析软件，对设计的仿生管道与普通管道对比分析，研究其内部流场运动状况，分析其减阻性能，研究非光滑壁面对管道减阻性能的分析及影响。
仿生柔性非光滑表面减粘降阻的试验研究
仿生柔性非光滑表面减粘降阻的试验研究王云鹏 任露泉 杨晓东 李建桥【摘要】对绒布、帆布、钢布、尼龙布、钢链等仿生柔性非光滑表面与田鼠毛皮、45钢进行了法向粘附力和滑动阻力的对比试验。
结果表明,在同样条件下,仿生柔性非光滑表面的粘附力是45钢的16%～40%,滑动阻力是45钢的30%～50%,具有十分明显的减粘降阻效果,为仿生柔性非光滑表面在工程技术上的应用开发创造了条件。
叙词： 柔性 非光滑 仿生 试验EXPERIMENTAL STUDY ON THE ADHESION-DECREASING AND RESISTANCE-REDUCING CHARACTERISTICS OF BIONIC MATERIALS WITH FLEXIBLE AND UNSMOOTHED SURFACESWang Yunpeng Ren Luquan Yang Xiaodong Li Jianqiao(Jilin University of Technology)AbstractBased on the results of computer-simulation and optimization, thefield-mouse fur, flannelette, canvas and bionics materials with flexible and unsmoothed surfaces consisting of steel chains, steel cloth and nylon cloth are prepared as test materials in the paper. The soil adhesion and sliding resistance of the above surfaces were measured and compared with those of conventional material (45# steel) surface. The results show that the adhesive force of the bionics flexible unsmoothed surfaces are 16%～40% of that of 45# steel, and the sliding resistance of them are 30%～50% of that of 45# steel under the same conditions. The analysis of mechanism shows that the relative rotation or movement between the unsmoothed structure units lightened the pressure of soil to the flexible surfaces and decreased the successive contact time between them effectively. The synthetical actions make the bionics materials with flexible and unsmoothed surfaces have the capability of reducing adhesion and sliding resistance. This indicates that the unsmoothed bionics surfaces have better property of reducing adhesion and resistance, which lays the foundation of developing the bionics technologies of flexible unsmoothed surfaces.Key words Flexibility, Unsmoothness, Bionics, Test引言研究表明：土壤动物，特别是生存在粘湿土壤中的动物，因长期与土壤环境的物质、能量及信息交换，形成了稳固的适应系统，体表具有不粘土功能［1～5］。
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仿生表面微结构减阻优化及机理研究综述作者：王政李田李明张继业来源：《河北科技大学学报》2017年第04期摘要：介绍了自然界中几种较为典型的非光滑结构表面生物，阐明了合理表面微结构可以改变近壁区湍流结构的规律，针对表面微结构的类型、减阻研究实例、减阻机理和减阻应用等4个方面进行了评述，提出了沟槽扩展类型，并指出减阻机理研究应拓展至复杂形态结构。
分析表明：微结构类型对减阻效果有较大影响，减阻优化及其机理研究是仿生表面微结构减阻工作的重点，仿生表面微结构减阻优化可进一步提高节能降耗的效率，在飞行器、高速列车、汽车等工程领域具有广泛的应用前景。
关键词：仿生学；表面微结构；减阻；湍流结构；气动阻力中图分类号：Q692文献标志码：A收稿日期：20161206；修回日期：20170323；责任编辑：王海云基金项目：国家自然科学基金（51605397）；牵引动力国家重点实验室自主研究课题资助项目（2016TPL_T02）第一作者简介：王政（1993—），男，河南南阳人，硕士研究生，主要从事列车空气动力学方面的研究。
通信作者：李田博士。
Email：litian2008@王政，李田，李明，等.仿生表面微结构减阻优化及机理研究综述[J].河北科技大学学报，2017，38（4）：325334.WANG Zheng，LI Tian，LI Ming，et al.Review of mechanical research and aerodynamic drag reduction of bionic surface microstructures[J].Journal of Hebei University of Science and Technology，2017，38（4）：325334.Review of mechanical research and aerodynamic dragreduction of bionic surface microstructuresWANG Zheng1， LI Tian1， LI Ming2， ZHANG Jiye1（1.State Key Laboratory of Traction Power， Southwest Jiaotong University， Chengdu，Sichuan 610036， China； 2.CRCC Tangshan Company Limited， Tangshan， Hebei 064000，China）Abstract：Some typical living creatures with a nonsmooth surface in nature are introduced. The law of the fact that an appropriate microstructure surface can transform the turbulent structure of nearwall region is briefly stated. The research status of the type of microstructure surface， the drag reduction of microstructure surface， the mechanism of drag reduction of microstructure surface and its application so far are commented. The extended types of grooves are proposed， and it is suggested that the current research on drag reduction should be extended for structures with complexshapes. The analysis indicates that the types of bionic microstructure surfaces have great effect on drag reduction， the mechanical research and aerodynamic drag reduction are focal points of the bionic microstructure surface drag reduction technology， which can further improve the efficiency of energy conservation and reduce consumption， and has a great prospect in engineering fields such as aircraft， highspeed trains， cars， etc.Keywords：bionics； microstructure surface； drag reduction； turbulent structure；aerodynamic drag《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》提出“科学合理使用能源，大力提高能源效率，推进重点领域和关键环节节能”。
《中国制造2025》提出“推进轨道交通领域的快速发展，加快研制全新绿色的、智能的高速重载轨道交通设备”。
相关调研表明：运输系统全部能耗的1/6用于克服气动阻力，“如果减少50%的气动阻力，那么运输系统将减少7.85%的能源消耗，同时降低约300亿美元的开支”[1]。
随着人们对气动阻力的不断关注，减阻已经成为节约能耗的重要途径之一。
目前，降低运动物体气动阻力的研究主要围绕宏观尺度进行，例如优化汽车造型和列车车头外形等。
实际上，运动物体的气动性能优化也可以从微观角度考慮，大多数高速运动结构的表面都设计为光滑的，然而自然界一些生物的体表具有非光滑特性。
仿生学中的表面微结构能够为优化运动物体的气动性能（特别是减阻）提供新思路。
河北科技大学学报2017年第4期王政，等：仿生表面微结构减阻优化及机理研究综述仿生学中的表面微结构特性是动物为适应生存环境经过万年的进化形成的。
例如，作为水中游行最快的动物，旗鱼的最快速度可达190 km/h，它青褐色的身躯上，镶有纵队排列的灰白色斑点，像很多条圆点线（见图1 a））；而空中飞行最快的动物尖尾雨燕，其最快速度高达352.5 km/h（见图1 b））。
表面微结构减阻的成功应用案例为鲨鱼皮泳衣和高尔夫球：鲨鱼皮泳衣仿照鲨鱼的表面微结构；高尔夫球表面布满大小不一的圆形凹坑。
合适的表面微结构能够有效地降低流体绕过物体表面所产生的阻力。
目前已有不少国内外学者开始致力于表面微结构的研究工作，研究初期主要集中在航空航天、汽车等领域。
运动物体的表面微结构气动优化设计及机理研究具有广阔的发展空间，并将对人类的生活产生巨大影响。
1仿生表面微结构类型仿生设计类型主要包括造型、色彩、肌理、功能、结构5个方面[2]。
表面微结构仿生主要从肌理仿生层面出发，旨在改善工业产品的性能，通过对选定生物的表皮微结构特征进行提取、加工、改造，使之尽可能达到既易于加工制造又可最大程度发挥功效的目的。
表面微结构主要有3种类型：沟槽型、凹坑型和凸包型，目前减阻研究主要以沟槽型表面微结构为主。
自然界中生物的表面形态具有显著的差异。
体表凹坑微结构较为明显的生物主要有黄缘真龙虱（见图2 a））与臭蜣螂（见图3 a））。
黄缘真龙虱前胸背板表面的凹坑结构在显微镜下十分明显（见图2 b））。
它的体表具有凹坑、凸包、刚毛、刺等非光滑表面形态[3]，这种非光滑体表在空气中飞行和水中游泳时均具有减阻的效果。
臭蜣螂的体表微结构特征更为鲜明，前胸背面与头背部的凹坑最为突出（见图3 b））[4]。
图2黄缘真龙虱及其表面微结构上述2种昆虫具有比较明显的体表凹坑微结构，可将其归纳简化为球型凹坑和凸包，并通过改变这些球型凹坑和凸包的布置方式、半径、深度等来比较其减阻效果的差异，其中凹坑和凸包简化模型示意图如图4所示，凹坑截面如图5 a）所示。
钱风超[5]对鲤鱼鳞片的表面特征进行了观察，发现其表面存在凹坑形微结构特征，并将其简化为如图5 b）截面所示的凹坑形状。
沟槽表面减阻的研究主要包括二维平板沟槽、三维肋板沟槽2个方面，其中三维肋板沟槽研究根据气流与肋板相互作用的角度不同又分为顺气流方向和垂直气流方向。
20世纪70年代，美国国家航空航天局兰利研究中心率先对沟槽类型进行研究，他们从不同的生物表面提取、简化、总结出多种沟槽类型（见图6）[6]。
之后的研究人员基本都是通过对这些沟槽参数进行改变后得到新的沟槽类型，并在这些研究的基础上进行深入研究。
通过对上述沟槽类型进一步扩展，可以演变得到如图7所示的若干不同的沟槽类型。
2表面微结构减阻研究实例传统观点认为光滑表面结构的气动阻力最小，所以在20世纪60年代以前，减阻研究的主要方向是减小表面粗糙度。
表面微结构最初源于GRAY[7]的发现：海豚在水中的游行速度要比其生理上能达到的游行速度更快。
随后KRAMER[8]认为：海豚具有可自动调控的适应性表面皮肤，用来控制流过其皮肤表面的水流状态，并延后皮肤与水流之间的湍流转捩点，以达到减小表面黏性阻力的效果。
当海豚进入高速游动的状态图5球形与鱼鳞形凹坑截面时，它表面的光滑皮肤转变为具有微结构的非光滑形态。
这项重大发现突破了“表面越光滑的物体表面阻力越小”的传统认知。
鲨鱼表面微结构是水生动物中最具代表性的，如图8所示。
鲨鱼表面由被称为“皮质鳞凸”的重叠鳞片组成，这些鳞片在长度方向有凹槽，可以调整水在其表面的流动。
BECHERT等[9]对鲨鱼表面微结构进行了深入研究，他们观察了不同种类、不同年龄、不同状态的鲨鱼表面微结构特征，发现游速较快的鲨鱼体表顺水流方向存在微小的脊状物，采用人造表面结构替代方法验证得到鲨鱼的这种表面微结构可以减少7%的阻力，这与实验结果一致。
他们把鲨鱼表面的脊状物假设为漩涡发生器，漩涡发生器加强了近壁区的流动分离，从而减小鲨鱼游动时的阻力。
1978年，WALSH等[1011]最早对二维沟槽平板流动的湍流减阻机理进行研究，他们对如图6所示的各种类型沟槽进行试验，研究表明：当沟槽无量纲间距小于30，且无量纲高度小于25时，沟槽平板具有减阻效果；1985年，BACHER等[12]观察并测量沟槽平板的速度分布，同时用边界层动量积分的方法研究得到25%的减阻效果；1992年，BECHERT等[13]通过试验测量得到V型沟槽的最大减阻率为8.2%；2000年，BECHERT等[14]模仿鲨鱼表面微结构生成三维的非光滑表面，可以得到高达9.2%的减阻率。