當流體流過一個物體或物體穿過靜止的流體時，流體會對該物體施加一個力。我們可以将該力分解成兩個部分：一個與流體運動方向平行的阻力，另一個垂直于流體運動方向的升力。一般來說，阻力是不受歡迎的，它們會對設備的燃油消耗和性能産生很大的影響。因此，工程師們竭盡全力将其最小化。

阻力是作用在物體表面的兩種不同類型的應力引起的。首先是壁面剪應力，這些應力與物體表面相切，是由流體粘性産生的摩擦力引起的。其次是壓力應力，它們垂直于物體表面，是由物體周圍的壓力分布引起的。阻力是流動方向上兩個應力的結果，因此如果我們确切地知道應力是如何分布在物體表面上的，我們就可以對其進行積分以獲得總阻力。

由剪應力引起的阻力分量稱為摩擦阻力，由壓力應力引起的阻力分量稱為壓差阻力或形狀阻力。對于像球體這樣的鈍體，壓差阻力最為顯著，它本質上是由球體前後的壓力差形成的。當發生流動分離時，即流體邊界層與主體分離形成再循環流尾迹，在物體後面産生低壓分離區，壓差阻力就會顯著增大。流動分離還會導緻渦流脫落，從而産生不必要的振動。

為了理解為什麼會發生流動分離，讓我們看看球體表面的流動情況。當流體通過球體表面時，它最初是加速的，因此壓力沿着流動的方向遞減，這稱為順壓梯度。但是當超過某個點時，流動就開始減速，所以流動方向上壓力又開始增加，這種壓力的增加稱為逆壓梯度，它對靠近壁面的流動有顯著的影響。如果壓力增加足夠大，那麼流體将會反向流動。由于主體部分無法反向，它會從邊界層開始分離，造成流動分離。

對于層流中的光滑球體，流動分離發生在80度左右的地方。如果邊界層是湍流而不是層流，則它能夠更好地附着在表面上，并且流動分離能被延遲到120度的地方，從而顯著降低了壓差阻力。這是因為湍流在不同的流動層之間混合，這種動量傳遞意味着流體可以維持較大的逆壓梯度而不分離。

這就是高爾夫球有凹坑的原因，凹坑會産生湍流，從而延緩流動分離，減少阻力并使球飛得更遠。這種使用湍流來延緩流動分離并減小壓差阻力的想法，也是一些飛機機翼安裝小型渦流發生器的原因。在流體中移動的物體，如普通機翼或潛艇，通常被設計成淚滴狀的流線型，以最大限度地減少流動分離的影響。對于一個非常流線型的翼型來說，在一個比較小的攻角之下，壓差阻力是比較小的，因為流動分離明顯延遲或根本不發生。

對于像這樣的物體，壁面剪應力對總阻力的貢獻最大，由這些應力引起的阻力分量稱為摩擦阻力。摩擦阻力随流體的黏度增加而增加，并且對于具有與流動方向一緻的大表面積的物體最為顯著。

我們之前看到湍流延遲了流動分離，從而降低了壓差阻力，但對于摩擦阻力，卻有相反的效果。層流邊界層和湍流邊界層有非常不同的速度分布，壁面上的速度梯度在湍流邊界層中比在層流邊界層中更陡，因此湍流會産生更大的剪應力。因此，為了減少摩擦阻力，我們需要推遲向湍流過渡的時間，并在物體周圍盡可能大的距離内保持層流。

工程師們經常從大自然中尋找靈感，鲨魚因其獨特的皮膚微觀結構而受到特别關注。鲨魚皮膚包含與流動方向對齊的微觀脊，這些脊改變了近壁面湍流邊界層，具有減小摩擦阻力的作用。研究表明，用類似微結構的人造鲨魚皮對商用客機進行塗覆，可以将其總阻力降低2%，從而為航空業節省大量燃料。

我們已經看到，壓差阻力和摩擦阻力的大小取決于物體相對流動方向的幾何形狀，摩擦阻力會随着壓差阻力的減少而增加。所以當流線型化一個物體時，為了減少總阻力，需要在這兩個方面小心平衡，總阻力最小的形狀不一定是最流線型的形狀。

前面提到，我們可以壓力應力和剪應力積分來得到總阻力。但問題是在絕大多數情況下，要知道這些應力的詳細分布是不可能的，所以我們通常用阻力方程來表示總阻力。CD項是流體的阻力系數，我們可以通過風洞實驗或運行數值模拟來确定阻力系數的曲線。

我們知道壓力應力和剪應力是阻力的兩個基本原因。在某些情況下，阻力的具體組成部分是根據它們的産生方式來命名的，即使它們隻是不同形式的壓差阻力或摩擦阻力。例如，在航空領域，三個重要的阻力是誘導阻力、波阻力和幹擾阻力。