本项目通过构造壁面形貌和润湿性在固体壁面上形成的气液柔性滑移界面，进行了空化界面观测；分析了空泡与固壁表面相互作用机理，并进行了空泡运动数值模拟，从而最终完成了基于固壁柔性滑移界面的减阻效应的测量和计算。研究揭示了微、纳米气泡在壁面的吸附、生长和脱附过程，以及在此过程中气泡吸附形态对减阻效应的影响，其研究结果对于发展摩擦学润滑理论和减阻技术有重要的理论意义。围绕上述研究内容在Applied physics letters、Langmuir、ACS applied materials and interfaces、Tribology letters 等期刊上发表SCI 检索论文8 篇；国际会议邀请报告1次，荣获2014 年“亚太材料研究学会年会报告一等奖”。 2100433B

固液间的摩擦阻力是固体在液体中运动所受到的主要阻力之一，减少固液界面间的摩擦阻力是提高效率和节约能源的重要手段。本研究拟通过构造壁面形貌和润湿性诱发固体壁面局部的微尺度空化，使得微空泡在壁面生长和吸附，形成具有固－气－液三相结构的润滑界面以降低固壁表面的摩擦阻力；并通过建立泡壁柔性滑移边界的润滑方程明晰其润滑和减阻机理。研究结果对于发展摩擦学润滑理论和减阻技术，提高润滑效率有重要的理论意义和明确的应用前景。

空化是由于液流系统中的局部低压( 低于相应温度下该液体的饱和蒸气压) 使液体蒸发而引起的微气泡( 或称为气核) 爆发性生长现象。通常见到的液体都不是纯液体，里面含有许多微粒杂质，如固体微粒、微生物和微气泡。这种微气泡的半径一般在20μm 以下，叫做气核或空化核。当液体压强低到相应温度下的饱和蒸气压强时，空化核开始膨胀，实现空化。当环境压强高于相应温度下的饱和蒸气压强时，空化泡湮灭。

在实际工程应用中，不管是避免空化，或利用空化，都关心空化在什么时候发生。对于已经有的液体系统，如果检测到绝对压强等于或低于饱和蒸气压强的区域，则空化必然出现。但是，如果要预测一种新设计和研制新的液体系统内是否会发生空化，光通过检测就行不通了。为此，人们试图通过相似准则，像流体力学中的雷诺数一样，定义一个数，在不同的系统里，只要这个数相等，则它们的空化状态就一致，并且可以用一个临界数来判断空化是否发生。这个数被命名为空化数。影响空化发生的因素很多，如流动边界条件、绝对压强、流速、液体粘性、表面张力等，但主要影响空化发生的是压强和流速。

通过在物体表面贴上一层柔性覆层来抑制湍流达到减阻效果是一种简单而有潜力的湍流减阻被动控制方法。本项目利用直接数值模拟的手段，对柔性覆层湍流边界层特性及减阻机理进行研究。（1）柔性覆层湍流边界层的直接数值模拟方法研究：采用基于动态曲线坐标方法处理任意变形的流体边界，结合辅助计算法和比例缩放法给出湍流边界层的入口条件，柔性覆层计算模型包括各向同性和各向异性模型；（2）柔性覆层湍流边界层的统计特性，近壁相干结构动力学过程及减阻机理研究：采用流场可视化和条件平均的方法，研究柔性覆层对近壁湍流相干结构及湍流自维持机制的影响，通过雷诺应力输运方程中各项的平衡关系来研究湍流减阻的机理；（3）柔性覆层关键材料参数研究：结合单谐波分析，根据数值模拟的结果分析关键材料参数对减阻效果的影响，并在均匀材料的研究基础上设计非均匀材料结构以求改善减阻效果，为实验研究及实际应用提供参考。