近年来，应用疏水性材料减小水流壁面摩阻的流动控制技术引起了研究者的浓厚兴趣。这种被动控制减阻方法只与物体表面的材料及其结构有关，不需要耗费能量，因而具有较大的潜力和广泛的工程应用前景。此前的研究发现，疏水性材料在层流流动中具有减阻效果，而在湍流流动中减阻效果消失，关键问题是疏水性材料减阻物理机制尚不清楚。而揭示减阻的物理机制能为疏水性材料减阻技术研发提供理论依据。这就是本文研究的主要目的。 本文研究的主要内容包括四个部分：1.为阻力测量研制相应的测量系统；2.以不同光滑/粗糙、疏水/亲水表面特性的平板模型，通过测量阻力和显微观测的方式，进行疏水性材料减阻机制的研究；3.以表面可以产生不同尺度的小气泡层的疏水平板模型，开展疏水性材料湍流减阻性能的实验研究；4.关于壁面含小气泡的流场的数值模拟研究。所取得的主要成果为： 1.自行研制了悬线-激光阻力测量系统，该系统将激光测距的技术成功地应用于流体阻力测量，具有量程小、干扰小、灵敏度和精度高的优点，解决了平板层流阻力测量的关键技术难点。此外，还研制了悬线-应变阻力测量系统，成功地进行了湍流阻力测量。 2.通过层流实验发现：只有壁面存在小气泡层时模型才有减阻效果，而只有疏水性材料壁面才具有形成气泡层的对气亲和性，且这种亲和程度与表面粗糙度有关。研究结果表明，疏水性材料层流减阻的机制是其表面的小气泡层产生表观滑移，导致阻力减小。 3.研制了一种疏水网格壁面用于湍流阻力测量，实验发现，一定雷诺数范围内，合适尺度大小的小气泡层能够表现出一定的减阻效果。 4.在数值模拟研究中，发展了一种气液界面处理方法。该方法成功地应用于壁面上气泡流场的数值模拟。 5.二维壁面多气泡流场的计算结果，表明气液界面滑移是导致壁面表观滑移的原因，同时，发现接触角对疏水性材料减阻性能具有重要影响。