随着国际间交流日益频繁,船舶运输已成为全球最为重要的物资运输渠道。船舶动力主要用于克服航行中受到的阻力。因此,开展船舶减阻技术的研究,对降低船舶阻力,提高能源利用效率,实现“节能减排”和“绿色船舶”均具有非常重要的意义。本文基于计算流体力学和多相流相关基础理论,针对表面微沟槽减阻和微气泡减阻两种减阻方式开展了相关研究工作。建立了微沟槽表面减阻特性数值模型,通过与试验数据的标定提高了计算模型的精度。在此基础上,对比分析了微沟槽表面流体的流动特性,探究了微沟槽表面的减阻机理,并讨论了沟槽尺寸、水流速度等因素对沟槽表面减阻效果的影响规律。根据计算结果,提出了微沟槽尺寸的设计准则。建立了微气泡减阻特性数值模型,探究了微气泡输入下光滑表面的减阻机理,并讨论了微气泡尺寸、微气泡流量和水流速度等因素对微气泡减阻效果的影响规律。基于上述研究工作,进一步开展了微沟槽表面和微气泡耦合减阻机理的研究。研究发现,一定条件下,微气泡在微沟槽表面可进一步提高近壁面空气体积率,从而降低流体剪切应力,达到耦合减阻的效果。在此基础上,建立了单一气泡壁面流动数值模型,针对单一气泡的附壁滑动行为进行了分析。研究表明,小体积气泡在沟槽表面具有更好的附着性能,有助于气膜的稳定。本文针对微沟槽表面与微气泡的减阻机理进行了较为系统、深入地研究,研究结果对船舶减阻技术的应用与推广具有较好的指导意义。