多孔材料因其含有微小孔隙而表现出一系列特殊性能,在吸能减振、过滤分离、消音降噪等领域被广泛应用。以304不锈钢丝网为原材料所制备出的多孔隙不锈钢板材,它既保持了母材不锈钢的导电性、焊接性、塑性加工性能,又具有多孔体的渗透性、能量吸收性。水下气膜减阻为人为地在水下航行体表面施加气膜,使航行体的阻力减少,水下气膜减阻对于航行体的运动速度、运动灵活性、减少能源消耗均具有重要意义。本论文中,我们提出将不锈钢丝网多孔材料作为表面覆盖件应用于水下航行体,运用实验研究的方法探讨水下气膜减阻效果,主要开展了以下研究工作:首先,以304不锈钢丝网为原材料,经过卷绕、压制、轧制、真空烧结工艺制备出了孔隙范围0～60μm、孔隙率在20%～40%之间的多孔板材。研究发现多孔板形貌致密平整,具有金属光泽,金属骨架保持连续,孔隙分布均匀,孔隙通道弯曲复杂。通过测试发现板材渗透性能稳定,且与材料的孔隙率和厚度有着密切的关系,厚度越小,孔隙率越大,其渗透性能越强。然后,利用已经制备的不锈钢丝网多孔板材,设计加工了水下气膜减阻测试模型,基于实际加工条件和流体力学原理,结构紧凑、易于实现的原则,将测试模型分别加工成圆筒形回转体和圆锥形回转体。其次,设计加工了水下气膜减阻物理模拟测试装置,利用高压罐供水,采用空心轴与直线轴承配合传递测试模型所受作用力,实验系统、供水系统、测力系统三部分可靠连接,组成一个完整的模拟水洞装置,并提出了水下气膜减阻测试方法。再次,在气膜减阻物理模拟测试装置中,探讨了不同罐内供水压力、不同气膜形成压力、有无尾部导流罩对气膜减阻效果的影响,实验结果表明,气膜形成压力一定时,减阻率随罐内供水压力的增大而增加;罐内供水压力一定时,减阻率随气膜形成压力的增大而增加;在罐内供水压力为0.3MPa,气膜形成压力为0.2MPa时达到最佳减阻率,为30.9%。根据测试模型周围流场的形态,将气液两相流场分为稳定部分、抬升部分、耗散部分,不同条件下,三部分存在细微差别,主要表现为供水压力越大、气膜形成压力越高,测试模型周围的流场越紊乱。尾部导流罩主要通过影响测试模型周围的流场而影响其所受流体阻力,能使测试模型尾部附近的流场更加均匀稳定,最终实现一定的减阻效果,它与气膜共同作用时,能提高减阻率。最后,基于实验结果,简要分析了气膜减阻机理,结果表明,减阻率受空隙率的影响较大,空隙率越高减阻率越大。