在科技高速发展的今天，随着石油、天然气、煤炭等资源的大量使用，地球上不可再生资源日益减少，能源危机日益严重。现阶段，能源问题对于人类来说至关重要。目前采取的方法主要有:(1)开发新能源;(2)提高传统能源利用率;(3)降低引起能源耗散的因素。第三种方法，现在是处于比较前沿的科学领域。在该领域，仿生非光滑减阻理论提供了一种全新的解决思路和方法。　　本文受海浪效应、沙漠地形的启发，通过数学方法提取出相应的非光滑减阻结构，基于流体动力学理论开展非光滑减阻特性研究，寻求最佳减阻单元结构，进一步分析内在的减阻机制，为工程实践提供理论上的减阻依据。　　本文以仿生学理论为基础，对生物原型进行了研究，构建了非光滑结构尺寸选择原则，提取出了变异卵圆形非光滑结构数学模型。在此基础上通过UG软件构建了变异卵圆形结构原型及非光滑表面风洞模型。其次论文结合流体动力学对实际工况进行了分析，通过数值分析协同仿真平台ANSYS Workbench搭建了数值模拟体系，采用ANSYS Mesh模块对模型进行网格划分，在fluent模块中进行数值模拟计算，选择Realizableκ-ε模型并考虑壁面效应，最终通过收敛性验证符合试验要求。　　为了获取不同尺寸、不同特征非光滑结构具备的减阻效果，采用正交试验法进行试验设计，在不同的实际工况条件下进行仿真模拟研究。速度参数由低速向高速以4m/s递进。通过统计学方法对各因素的重要性进行了研究，得到减阻率影响程度从高到低的排序为:半径a，纵向间距d，半高h，半轴l;结合效应曲线获取了最佳非光滑结构尺寸参数。在半径和半高的给定范围内，减阻效果与两者的值大小成正比关系;而纵向间距则存在中间值使得减阻率最小;半轴在试验范围内存在中间值使得减阻效果达到比较理想的状态。　　为了进一步挖掘变异卵圆形结构的减阻机理，选取减阻效果较好的实验组，主要从壁面剪应力、湍流统计量、速度场这三个角度展开，每个角度均以实际模拟数据为基础，进行深入的探讨和分析。研究表明非光滑结构可以改变流场的湍流特征，从湍流统计量分析得到该单元体可以降低近壁处的湍流强度和周边区域湍流动能，减小壁面附近的速度脉动，整体上降低近壁区的能量交换频率;且变异卵圆形结构内部存在降低摩擦阻力的反向流体。在此基础上探索出深层次的本质，主要包括:变异卵圆形结构内部存在拟序结构，且具有吸附作用;非光滑表面在增加边界层长度的同时增加了厚度，直接降低近壁面处的速度梯度;变异卵圆形结构具备压力连带效应，对拟序结构的形成有促进作用，起到了主动减阻效果。