在上世纪中期,仿生学这门新的边缘学科问世,它研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些应用到工程技术之中,从而创造一门全新的技术。随着经济的快速发展,能源问题日益严峻,而阻力是造成能量损失的一个关键因素,减阻即意味着节约能源,因此,国内外正在不断加快各种减阻技术的研究。综合以上两点,受鲨鱼鳃部射流现象的启发,本文基于仿生学原理,探索射流表面的减阻问题。论文在国家自然科学基金金项目:仿生射流表面减阻特性及减阻机理研究(51275102)的资助下,主要研究鲨鱼鳃部结构及仿生射流减阻特性的相关问题。首先,本文整理了已有的关于鲨鱼的呼吸系统的资料,提取对本文有用的信息。分析鲨鱼的鳃部结构,研究鲨鱼的呼吸机制,并对其迸行阻力分析。鲨鱼在水中游动与潜艇类似,故根据潜艇所受的阻力计算方式来分析鲨鱼在水中游动时所受阻力,发现鲨鱼在水中游动时所受的阻力主要有表面摩擦阻力,粘压阻力和附体阻力,其中表面摩擦阻力占总阻力的80%以上,粘压阻力由鲨鱼体型决定。其次,研究鲨鱼鳃部射流原型,对多条鲨鱼的鳃部进行解剖分析。通过各种实验手段提取与本文相关的数据,包括鲨鱼的呼吸频率,射流出口的变化规律,射流角度及射流速度等观测实验得到的数据;鲨鱼的体型特征,鳃部特征,尤其是鳃裂的尺寸、位置、排布等解剖实验得到的数据。对数据进行结构分析,抽象化其内在关系,建数学模型。观测鳃裂内部结构,提取数据,并与现有的资料对比分析鲨鱼呼吸过程、通道及机理;并根据采集已有的数据,采用Proe建模技术,建立鲨鱼三维几何模型。然后,通过CFD技术模拟计算鲨鱼射流模型,分析射流对其周围流场的影响。根据数值模拟结果,包括表面摩擦阻力值,射流孔附近的静压力分布云图,剪应力云图,速度云图,指定剖面的静压力曲线,分析鲨鱼射流所产生的附加功能。结果发现,鲨鱼射流确实具有减阻效果。最后,提取影响射流减阻效果的相关因素。根据实验中提取的鲨鱼射流模型,结合工程实际应用,提出平板射流模型;通过理论计算与仿真结果对比证明数值模拟计算的可靠性;通过数值模拟技术,分析实验中获得的鲨鱼射流相关因素的变化对阻力的影响情况,提取影响其减阻效果的因素。结果发现,当主流场速度一定时,射流孔位置、射流孔形状、射流孔排布、射流孔角度、射流速度均影响减阻效果,其中射流孔位置、射流排布、射流速度影响比较明显;主流场速度决定了最佳射流速度。为以后更深入的研究及应用奠定基础。