新型船用防污、减阻仿生涂层的结构设计和制备研究

减少船舶、潜艇等水面及水下运动物体行进时的阻力，既可以显著提高速度、降低噪音，又能减少能源损耗，在国防和民用方面均有重要的意义。本项目利用数值水池技术和丝网印刷技术对船用减阻和防污仿生涂层进行结构设计和制备研究。首先利用数值水池技术，采用计算流体动力学方法对仿生涂层的流动性进行模拟，以实现在设计阶段对涂层水动力性能的预测，达到与船池中将涂层布于船模表面进行试验相同的目的；通过模拟各种几何结构（形状、大小和排布等）的涂层在复杂粘性流场的水动力性能，指导船舶的减阻涂层设计。然后，通过改性和调配涂层材料的组分，使其同时可以抑制海洋微生物附着的作用。最后，利用丝网印刷技术研究制备具有微米结构的仿生涂层的方法，并结合船模和实船实验测试，为设计和大规模制造经济适用的船、艇防污、减阻涂层提供新方法和理论基础。

本项目研究基于理论数值模拟来指导实际实验来达到制造用于海洋环境的仿生减阻抗污涂层。数值模拟方面，参考了自然界减阻的例子，具体研究了具有肋条平板减阻，三角形沟槽圆管减阻以及正在研究超疏水减阻的效果及原理，讨论了非光滑表面的微米结构的形状，大小和排布等对减阻效果的影响和其减阻原理。根据模拟结果，探索了制备减阻抗污涂层的材料，制造方法及测试方法，具体研究了各种大规模制造微米级别非光滑表面的方法，以及如何测试涂层在海洋环境下的减阻和抗污能力，海洋环境对涂层的各种性能的影响。本项目共发表SCI文章5篇，ＥＩ文章４篇及中文核心文章６篇，参加国际学术会议９次，获得相关项目支持２项，并培养学生５人。