一项发表于《流体力学杂志》的新研究推翻了“表面越光滑，空气阻力越小”的传统认知。东北大学的研究团队证实，在物体表面施加微小的、不规则的粗糙结构（DMR），能够通过改变流体从层流向湍流过渡的状态，最高将空气阻力降低 43.6%。这一效果并非来自抑制气流剥离，而是源于壁面摩擦阻力本身的下降。
颠覆80年的流体工程常识
自1940年代以来，航空航天和运输设备的设计一直遵循一个基本原则：为了减少空气阻力，物体表面必须尽可能光滑。然而，这项新发现表明，情况并非总是如此。
“前缘部表面が滑らかなほど空気抵抗は減る”（前缘表面越光滑，空气阻力越小）——这项持续了近80年的流体工程常识，被本次研究成果所颠覆。
研究发现，在流线型模型的表面施加一种特殊的微细粗糙结构，反而能实现惊人的减阻效果。
- 微细粗糙结构 (DMR): 这种粗糙度仅为壁面边界层厚度的 1.0%，肉眼几乎无法察觉。
- 惊人的减阻效果: 在特定条件下，空气阻力最多可降低 43.6%。
精密实验与关键设备
为了精确测量这种微小粗糙度带来的影响，研究团队使用了世界顶级的实验设备，并结合了高精度模拟。
- 磁力支持天秤装置 (MSBS): 这是本次研究的关键。传统的风洞测试需要使用支架固定模型，但支架本身会干扰气流，影响测量精度。东北大学的 1米磁力支持天秤装置 通过磁力让模型悬浮在空中，完全消除了物理接触带来的干扰，从而能够进行超高精度的空气阻力测量。
- 高精度模拟与可视化: 团队还通过计算机模拟和油流可视化技术，进一步确认和分析了减阻现象的物理机制。
阻力降低的真正原因：抑制摩擦而非剥离
空气阻力主要由两部分组成：压力阻力和摩擦阻力。
- 压力阻力 主要由物体前后的压力差引起，当气流从物体表面脱落（即“剥离”）时会急剧增加。
- 摩擦阻力 则源于空气流过物体表面时产生的粘性摩擦。
许多减阻技术致力于抑制“剥离”，但这项研究证明，DMR 的作用机制完全不同。
分析表明，即使剥离被完全抑制，其带来的减阻效果也只能解释观测结果的约20%。因此，DMR带来的主要贡献是直接降低了壁面摩擦阻力本身，而不是抑制了流动剥离。
这种效果的本质在于 DMR 改变了气流从平稳的 层流 转变为混乱的 湍流 的过程。通过推迟这一转变，DMR 使得物体表面更大面积地保持在低摩擦的层流状态，从而实现了整体阻力的显著下降。