表面功能结构制造是近30年来发展起来的新兴多学科交叉研究领域。进入21世纪,人类面临的能源危机、环境污染问题日益突出,表面功能结构的研究已经成为国内外许多学科领域的研究热点。表面功能结构制造是在物体表面加工制造出具有各种不同形貌、不同维数、不同尺度和不同功能的结构以使得表面具有更好的摩擦学特性。润湿性决定了固体表面与流体的接触状态,进而影响着摩擦系数、表面织构在润滑状态下的动压润滑特性、温度效应下液滴在高温织构表面的自行走特性等这些摩擦学课题已经在学术界展开,越来越多的现象与结论被揭露与提出。尽管如此,由于工业应用环境的多样化,织构对表面润湿性的影响、参数化的织构的润滑效应、温度效应下的织构减阻特性等机理还需要进一步的探讨与研究。所以本文做了如下工作:1)为探究织构在表面对其润湿性的影响,利用COMSOL Multiphysics软件的模型开发器,开发制作出了专用Application(以下简称App)。该App直接内嵌入控制方程、物理场、边界条件等仿真不可或缺的因子,使用户可以直接输入想要研究的数值参数,直接运行便可以的到仿真结果。运用该App的研究结果表明:在润湿壁表面加工出宽0.5mm,间隔为1mm的矩形织构,以润湿壁的接触角和织构深度为变量,研究发现存在一润湿壁接触角,当接触角大于该值时,织构促进其疏水性,小于该值时促进其亲水性,织构的深度越大该接触角值越大。2)通过摩擦磨损试验,研究了具有不同形貌的织构的表面的摩擦性能。试验结果表明:相对于光滑铝合金表面,带有织构的表面对其润滑特性有较大影响,有更小的摩擦系数和更高的耐磨性。摩擦系数随条纹状织构深度参数h的增加而减小,深度越深,润滑效果更好,耐磨性也越高。对于网状织构而言,摩擦系数受单织构面积Ss和磨销表面与试样上表面的距离Tf0耦合作用影响,而织构夹角α直接影响Ss,当α=30deg时有最好的耦合效果,既有更小的摩擦系数也具有更高的耐磨性。3)利用流体动力学仿真方法,探讨了高温作用下带有织构的微通道内产生的气膜减阻机理。模拟结果表明:水在流经高温壁面时,壁面处会形成水蒸汽将液态水和固体表面分开,流-固接触转化为气-固接触从而减小摩擦力,且随着温度的升高,摩擦系数越小,带有矩形织构的表面比光滑表面的摩擦力更小。存在一临界初始速度值,使得当入口初始速度大于该值时,出口平均速度将会小于入口初始速度;当小于该值时,出口平均速度大于入口初始速度,织构的深度对临界初始速度影响不大,临界初始速度随着温度的升高而升高。