仿生表面减阻的研究现状与进展_马付良.pdf

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1、第２９卷第１期中国表面工程Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１２０１６年２月ＣＨＩＮＡＳＵＲＦＡＣＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂｒｕａｒｙ２０１６ｄｏｉ：１０．１１９３３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９２８９．２０１６．０１．００２仿生表面减阻的研究现状与进展＊马付良１，２，曾志翔１，高义民２，刘二勇１，薛群基１（１．中国科学院宁波材料技术与工程研究所ａ．中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室，ｂ．浙江省海洋材料与防护技术重点实验室，浙江宁波３１５２０１；２．西安交通大学金属强度国家重点实验室，西安７１００４９）摘要：仿生表面减阻是众多减阻方法中非常有前景的减阻方式。目前研

2、究最多的是仿生鲨鱼皮减阻和仿生超疏水表面减阻，其中仿生鲨鱼皮表面减阻又分为直接复刻鲨鱼皮表面的盾鳞结构和仿鲨鱼皮沟槽减阻。文中介绍了国内外关于仿生减阻的最新研究进展及成果，综述了仿生鲨鱼皮表面减阻和仿生超疏水表面减阻的研究现状，探讨了仿生表面减阻未来的发展方向和研究重点。虽然仿生超疏水表面一般都具有粗糙的表面微纳结构以及较低的表面能，但不是所有的超疏水表面都具有减阻效果，因此超疏水表面的减阻效果还需要一个度量标准。关键词：仿生；表面减阻；鲨鱼皮；超疏水中图分类号：ＴＧ１７４．４４；ＴＨ１１７．２文献标志码：Ａ文章编号：１００７－９２８９（２０１６）０１－０

3、００７－０９ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓａｎｄＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＢｉｏｎｉｃＳｕｒｆａｃｅＤｒａｇＲｅｄｕｃｔｉｏｎ１，２，ＺＥＮＧＺｈｉ－ｘｉａｎｇ１，ＧＡＯＹｉ－ｍｉｎ２，ＬＩＵＥｒ－ｙｏｎｇ１，ＸＵＥＱｕｎ－ｊｉ１ＭＡＦｕ－ｌｉａｎｇ（１ａ．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＲｅｌａｔｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，１ｂ．ＺｈｅｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

4、ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２０１，Ｚｈｅｊｉａｎｇ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｓａｖｅｒｙｐｒｏｍｉｓｉｎｇｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗａｙａｔａｌｌｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｂｉｏｎｉｃｓｈａｒｋｓｋｉｎｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｂ

5、ｉｏｎｉｃｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｈａｖｅｃｕｒｒｅｎｔｌｙｇｏｔｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｉｏｎｉｃｓｈａｒｋｓｋｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｗｏｓｔｙｌｅｓ：ｓｈａｒｋｐｌａｃｏｉｄｓｃａｌｅｓｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｐｌｉｃａｔｅｄａｎｄｓｉｍｐｌｉ－ｆｉｅｄｒｉｂｌｅｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｏｎｂｉｏｎｉｃｓｈａｒｋｓｋｉｎｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｎｉｃｓｕｐ

6、ｅｒ－ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｅｍｐｈａｓｉｓｏｆｂｉｏｎｉｃｓｕｒ－ｆａｃｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｕｓｕａｌｌｙｈａｓａｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｌｏｗｓｕｒ－ｆａｃｅｅｎｅｒｇｙ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｎｏｔａｌｌｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｈａｖｅｔｈｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅ

7、ｃｔ；ｔｈｕｓ，ｔｈｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｎｅｅｄａｍｅｔｒｉｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｎｉｃ；ｓｕｒｆａｃｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｓｈａｒｋｓｋｉｎ；ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ０引言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发展海洋经济、建设海洋强国是我国当前的重要发展战略。船舶、舰艇、鱼雷等海中航行体性能的重要指标，运行速度决定着航行体的性收稿日期：２０１５－１０－１２；修回日期：２０１５－１１－２０；基金项目：＊国家自然科学基金（

8、５１３３５０１０）；浙江省重点科技创新团队项目（２０１１Ｒ５０００