能源在社会经济发展起着举足轻重的作用，当今社会经济正处于高速增长阶段，对能源的需求更加迫切。节能是我们进行减阻研究的出发点。在工业、民用流体输运过程中，降低流体的输运成本是一项亟待解决的问题。 流体减阻机理的揭示受制于湍流研究的复杂性，研究减阻流动对湍流理论的发展，尤其是对非牛顿流体湍流理论的发展有着重要的价值。因此流体减阻存在的巨大经济与理论价值吸引了众多学者。表面活性剂减阻流体具有良好的流动控制性能和机械稳定性，工业应用前景十分广泛。 在国家自然基金的资助下，本文在二维可视化矩形流动实验台上，应用相位多普勒测速仪（Phase Doppler Anemometry，简称PDA）和粒子成像速度场仪（Particle Image Velocimetry，简称PIV）对十六烷基三甲基季胺盐（Cetyltrimethyl Ammonium Chloride，简称CTAC）减阻流体的减阻性能及流动过程中的湍流特性和拟序结构进行了实验研究。 本研究主要包括以下几个方面的内容：一、二维光滑流道内减阻流体减阻性能的实验研究，完成流道沿程压力测量；二、减阻流体湍流空间结构分布特点以及表面活性剂对流体摩擦系数影响的实验研究，应用PDA和PIV激光测量图像分析了表面活性剂与牛顿流体不同的流动特点；三、减阻流体流动过程中速度高阶项及涡结构积分尺度分析。 本文得出了以下主要结论： 1. CTAC和水的湍动度比较分析发现，CTAC减阻流体流动过程中近壁面处的湍动度明显大于同流量下水的湍动度，但是在主流区两者的差别不大。 2. CTAC减阻流体及水的倾斜因子比较发现，CTAC减阻流体近壁面处倾斜因子S较水更接近零点，表明近壁面处CTAC减阻流体较水存在更接近各向同性的拟序结构，速度脉动更接近正态分布；而在远离壁面处，CTAC减阻流体的倾斜因子较水远离零点，表明相比于水CTAC溶液的流动各向异性程度更强，速度脉动远离正态分布。 3. 不同减阻效应的CTAC溶液的倾斜因子比较发现，减阻效果越好的CTAC溶液其倾斜因子越远离零点，也即其流动更加有序。 4. 实验发现：近壁面区CTAC减阻流体的平坦因子比水更小，表明那里存在更接近各向同性的涡结构；主流区CTAC的平坦因子比水更大，而且在y=5.98mm附近出现高峰，表明减阻流体主流区流动更加有序，各向异性程度更强。CTAC流体的倾斜因子及平坦因子分布与水相比所以出现这种变化，可能是减阻流体的胶束结构与壁面约束条件共同作用的结果。 5. 为了更加清楚的了解CTAC减阻流体流动过程中的湍流特性，本文对其流动过程中的积分尺度进行了研究，并与水进行了比较。，研究发现近壁面处水的积分尺度远远大于CTAC溶液的积分尺度，表明近壁面处水存在比CTAC减阻流体尺度更大的拟序结构；比较两者趋势曲线的波动幅度发现，CTAC溶液趋势线的波动较小，尽管在近壁面处也存在大的拟序结构，使得趋势线有所上扬，但水的趋势线波动明显大于CTAC溶液，从而说明在流动过程中，水较CTAC减阻溶液存在更多的能量串级，意味着其能量消耗大于CTAC减阻溶液。 本文减阻流体湍流特性的研究结果，为下一步研究提出了明确的目标。