航天飞行器、水下航行器以及高速列车在运行过程中的能源消耗大部分用来克服表面阻力,而通过优化设计外形来提速、减能似乎已达到瓶颈。相关研究发现,物体表面分布特定形状的微结构能够减小运行阻力,从而提高运行速度和效率,实现节能减排。本文研究了微结构的水下减阻作用,探究其应用于水下航行器时的减阻效果,并采用数控雕刻机铣削微结构,分析加工参数对微观形貌的影响。设计了V形、M形、梯形和半圆形四种微结构,分别在平板计算域中,使用CFD进行网格划分,借助Fluent流体仿真平台进行模拟,比较光滑面与微结构面在湍流状态下阻力的大小。分析剪切力、速度和湍流动能等参数的相关云图,从定性角度判断微结构的减阻作用,并对“突出高度”论的合理性进行验证。分析认为微结构实现减阻的主要原因在于减缓了湍流猝发过程,抑制了湍流猝发强度。探讨了影响微结构减阻的因素,分别在不同来流方向下,比较速度、微结构尺寸和微结构数量对减阻大小的影响。分析发现,微结构在纵向来流下的减阻作用强于横向来流;整体上微结构的减阻作用随速度增加先增大后减小;微结构的尺寸参数（夹角和高度）在一定范围内才具有减阻作用;单位面积内的微结构数量越多,减阻性能越好。对比分析仿真与试验结果,验证了仿真结果的可靠性。通过对四种形状微结构的综合减阻性能进行分析,认为V形和M形微结构的综合减阻性能较好。将V形和M形微结构应用于水下航行器模型,研究其在外流场计算域中的减阻大小以及航行器模型周围的流场特性。结果表明,两种微结构在水下航行器模型中均具有减阻作用,且M形微结构的减阻率略大于V形微结构。相对于平板计算域模型,微结构在水下航行器模型中的减阻率有所减小,但模拟结果更符合实际的水下复杂环境。使用数控雕刻机在有机玻璃板上铣削V形微结构,并在电子显微镜下观察其微观结构。分析了加工参数对微结构表面质量的影响,并提出改善加工质量的方法,例如尽可能减少崩边和毛刺等。论文所进行的水下微结构功能表面减阻及微结构加工的相关研究,对将来深入开展水下微结构的研究具有重要参考意义。