为应对环境污染日益严重的影响,我国积极应对气候变化,提出双碳政策,实行节能减排。汽车在高速行驶时克服空气阻力做功消耗了大部分能源,既造成了更多的碳排放,也缩短了续航里程,因此,改善汽车的空气动力学性能,降低汽车的气动阻力系数以提高能源利用率具有重要的意义。汽车空气动力学性能的改善主要以调整形态,加装主被动减阻装置来实现,研究表明,对自然界生物表面微小结构进行仿生,并运用于汽车减阻,是一种低成本,高效率的减阻技术。风成沙波纹地貌为沙漠地貌中广泛存在的一种具有自我修复能力的低阻形态。本文基于仿生非光滑表面新型减阻技术为基础,参考前人对沟槽型非光滑表面的研究,以沙波纹形态为仿生原型,提取其截面形状类型与排布形式,研究其不同参数对减阻性能的影响。本文研究模型采用MIRA模型,根据车身造型发展趋势,选择车顶与尾部过渡平滑的快背式模型,将仿生非光滑表面布置于车顶后部,使用Fluent软件对MIRA模型外流场进行数值分析,对比不同截面形态与排布形式的表面对减阻效果的影响。为了研究非光滑单元体的最佳减阻参数尺寸,将非光滑表面单元体的深度、宽度、阵列间距、个数以及排布方式作为设计变量,以最低气动阻力系数为优化目标,在Isight软件中进行优化。首先使用最优拉丁超立方进行试验设计采样,得到50组样本点,并采用Kriging模型建立代理模型,以拟合出响应变量与各个设计变量之间的变化关系,验证拟合精度,并选取多岛遗传算法进行全局寻优,以找到最优解的参数组合,并对其进行误差验证。通过分析优化前后模型表面速度,压力,湍动能以及剪切应力变化,证明仿生非光滑表面可以显著改善尾部流场结构,减小尾部负压区面积从而降低压差阻力,降低总体湍动能以及壁面剪切应力,从而减少能量耗散使能量传递更顺畅。进一步分析验证了非光滑单元体内部涡垫效应的存在,以及非光滑单元体对边界层的转捩作用,两种作用优势互补是减阻效果的根本原因。研究表明,加装两种非光滑表面均能起到减阻的效果,而鱼鳞形非光滑表面的减阻性能更有潜力,优化前半圆反弧线型排布的非光滑表面减阻率最高,为4.87%,优化后鱼鳞反弧线型排布的表面减阻率最高,经过对最优模型的仿真验证,优化后鱼鳞形非光滑表面比优化前减阻效果提高了1.23%,最终减阻效果为6.09%,且占用了更少的顶部空间,综合来看优于半圆形非光滑表面。本文全面研究了沙波纹仿生非光滑表面的不同参数对减阻性能的影响,并提供了减阻率最高的最优组合参数可作为设计依据,其结果可应用于汽车,高速列车,飞行器等领域的被动减阻技术研究。