能源消耗问题与流体流动密不可分,在诸多流体领域中,如鱼雷运动、子弹入水及阀的阀芯、泵的柱塞等流体机械均涉及到圆柱体运动。因此,研究水中柱体的减阻技术具有较高的科研意义与实用价值。物体表面加工出特定形状的微结构和进行涂层处理能够改善流固界面动力学特性,减小运行阻力。本文基于仿生学设计出凹坑型织构圆柱体模型,通过实验研究非光滑表面（以下称为织构表面和涂层表面）在间隙流道中的减阻特性。此外,采用数值模拟方法开展织构表面圆柱体多相流运动分析并对织构减阻机理进行相关探究。主要研究内容如下:（1）非光滑表面圆柱体的设计加工与实验系统搭建。首先,通过统计归纳及面域计算对蜻蜓翅膀表面结构进行划分归类,得到三种织构形状及一种复合型织构形式。并搭建织构圆柱体加工平台,基于激光打标技术对曲面织构的均匀加工。其次,制备亲、疏水涂层表面圆柱体和涂织组合式表面圆柱体。最后,设计搭建双通式及单通式两种间隙流场实验平台。（2）双通流道中非光滑表面圆柱体减阻特性实验分析。通过双通流道对非光滑表面圆柱体减阻特性进行实验研究,比较织构形状、尺寸和亲、疏水涂层处理对减阻特性的影响。结果表明:织构表面由于气膜的存在相比光滑表面具有更小的入水阻力,其中,正方形和150μm深度织构的减阻效果最好;疏水涂层较亲水涂层具有更优效果,但在不同条件下效果存在差异;受材料表面能差异影响,钛合金相比铝合金具有更好的减阻效果。（3）单通流道中非光滑表面圆柱体阻流特性实验分析。基于双通流道实验方法,探究非光滑表面在单通流道环境中对减阻特性的影响。结果表明:各非光滑表面圆柱体在下落过程中均产生明显阻流特性,只在入水阶段具有减阻效果,且随着下落距离增加阻流效果趋于稳定,阻流特性差异主要由于不同表面类型通过影响表面气泡状态导致。（4）织构表面圆柱体多相流数值模拟及减阻机理分析。基于CFD流体动力学仿真方法,建立三维6DOF运动模型,对比分析速度场、剪切应力和压力场等参数的相关云图,并对织构减阻机理进行探究。结果表明:织构圆柱体具有更小的剪切应力、更加缓慢的速度梯度变化,且深度相比形状对减阻特性具有更大的影响。此外,织构内部存在的低速涡流是其具有减阻特性的关键,织构表面通过改变边界层流动特性,增加边界层厚度,降低了摩擦阻力。