流体在固体表面上的摩阻在流体输送的总阻力中占很大的比例.减少湍流阻力将对节能降耗产生重大影响。在此背景下,本文利用理论分析和流变性测量相结合的方法,建立了三角形壁面微沟槽和添加剂联合减阻流阻力计算的数学模型;以试验为主要手段,采用阻力测试试验和粒子图像测速试验.对三角形壁面微沟槽减阻被动控制技术与添加剂减阻主动控制技术联合壁面湍流减阻的减阻性能和减阻机理展开了研究,主要内容和结论如下:研究了室温下三角形壁面微沟槽、十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）表面活性剂和聚丙烯酰胺（PAM）聚合物两种添加剂以及三角形壁面微沟槽和两种添加剂联合的减阻性能。三角形壁面微沟槽对壁面湍流都有一定的减阻效果,微沟槽的减阻效果与沟槽的尺寸和流速都有关系。沟槽的深宽比h/s越大减阻效果越好,减阻率会随着无量纲沟槽宽s+增大先增大后减小。CTAC表面活性剂和PAM聚合物两种添加剂同样具有明显的湍流减阻效应,其减阻效果与添加剂在减阻流体中的浓度有关,浓度越高减阻效果越好,两种添加剂的减阻率还与雷诺数有关,减阻率都随雷诺数的增大先增大,达到最大值之后迅速减小。壁面微沟槽对CTAC表面活性剂的减阻性能有增益效果,且增益效果的大小受微沟槽尺寸和雷诺数的影响,壁面微沟槽对PAM聚合物的减阻性能的增益效果与槽顶角的大小和雷诺数密切相关,槽顶角较大的三角形壁面微沟槽对PAM聚合物减阻流体的减阻性能在中低雷诺数下有增益效果,这种增益效果随着雷诺数的增加先增强而后减小,在高雷诺数下出现“削弱”作用。采用理论分析的方法得到了三角形壁面微沟槽减阻流阻力计算的数学模型;利用流变性试验对添加剂减阻流体的流变性进行了测量,并采用最小二乘法对流变试验结果进行了拟合,回归出添加剂减阻流体的流变模式;在此基础上,建立了壁面微沟槽和添加剂联合减阻流阻力计算的数学模型,并对数学模型进行了求解,计算得到的结果与试验结果较吻合。对三角形壁面微沟槽、CTAC和PAM添加剂以及三角形壁面微沟槽与添加剂联合的减阻流的平均流场进行了测量,分析了包括无量纲流向平均速度分布、雷诺切应力、湍流强度以及涡量强度等参数在内的流场特性。三角形壁面微沟槽的存在使得粘性底层厚度增加,进而使缓冲层和对数律层上移,导致微沟槽壁面的无量纲流向平均速度在缓冲层和对数层都大于光滑壁面的无量纲流向平均速度。CTAC和PAM添加剂能使壁面湍流近壁区对数率层的流向平均速度向上移动,且梯度更陡,而三角形壁面微沟槽能够使得添加剂减阻的这种变化加突出。三角形壁面微沟槽和添加剂以及二者的联合都对近壁区法向湍流强度都有一定的抑制作用,而对流向湍流强度的抑制作用不明显。三角形壁面微沟槽、添加剂以及二者的联合都能大幅降低雷诺切应力,尤其是较高浓度的CTAC表面活性剂单独减阻或与三角形壁面微沟槽联合减阻时,其雷诺剪切应力接近于0。三角形壁面微沟槽、添加剂以及二者的联合减阻可以抑制近壁区涡的运动,降低减阻流近壁区的平均涡量,但对整个流动区域的涡量强度的影响不大。对三角形壁面微沟槽、CTAC和PAM添加剂以及三角形壁面微沟槽与添加剂联合的减阻流的瞬时流场进行了测量,分析了包括瞬时雷诺切应力、湍流强度以及涡量强度等参数在内的瞬时流场特性。三角形壁面微沟槽和添加剂两种湍流减阻控制手段都能降低流场的瞬时法相湍流强度、雷诺切应力和展向涡量;三角形壁面微沟槽的存在能增强添加剂对流场瞬时法向速度脉动、雷诺切应力和展向涡运动的抑制作用。依据减阻流的减阻特性、流场特性、减阻流体的流变性和抗剪切性,探讨了三角形壁面微沟槽、添加剂流体以及二者联合减阻的减阻机理。壁面微沟槽对壁面湍流同时具有相互竞争的“减阻效应”和“增阻效应”,这两种效应在竞争中的相对强弱,决定着壁面微沟槽最终表现出减阻还是增阻,而这种竞争关系的结果由三角形壁面微沟槽的尺寸和流速共同决定。剪切作用会诱导胶束的有序结构在流体中形成,胶束的有序结构阻碍了近壁区涡运动,从而使得CTAC具备减阻效应,但是强剪切的作用下CTAC表面活性剂的胶束有序结构会在发生机械降解,从而使CTAC失去减阻作用;湍流结构对聚合物分子的卷曲链圈的剪切作用使得无规则卷曲链被拉伸,被拉伸的分子链对湍流涡的抑制作用是其减阻的原因,但聚合物的分子链也会强剪切下发生机械降解,失去减阻作用。壁面微沟槽对CTAC表面活性剂的减阻流同时具有“隔离效应”和“尖峰效应”,“隔离效应”能够抑制湍流涡的运动,对联合减阻有利,而“尖峰效应”会加速剪切诱导结构（SIS）的降解,壁面微沟槽对CTAC减阻流减阻效果的影响取决于这两种效应的竞争结果。壁面微沟槽槽峰处的强剪切作用会加速PAM聚合物分子链圈的解聚集和机械降解,从而对PAM减阻流的减阻性能产生负面影响。