压水堆棒束型燃料组件采用定位格架对棒束进行周向定位。定位格架上的交混翼片用于促进格架下游的子通道间质能交混,增强燃料棒与冷却剂之间的换热,从而提升棒束型燃料组件的热工水力性能。计算流体动力学(CFD)正逐渐成为定位格架设计与棒束流场分析的重要工具。然而,高空间分辨率、高可信度的实验数据是验证CFD模拟方法,保证CFD预测可靠性及精度的基础。为了提供格架下游的高空间分辨流场数据,本文采用了激光多普勒测速(LDV)和示踪粒子图像测速(PIV)这两种可视化的实验方法,分别测量了5×5棒束内分流型交混格架下游3D_h到20D_h的5个截面内的轴向流场和横向流场。其中,利用LDV测量了几何相同的两道格架下游轴向平均速度和轴向RMS速度的分布。对比发现,平均速度及RMS速度在两道格架下游的差异与重复性误差在同一量级。这表明,格架上游流场的历史效应对下游的影响可以忽略。轴流的实验结果显示,子通道中心在空间上会周期性地出现轴向平均速度峰值,而在棒束间隙处轴向流速相对较小;轴向RMS速度的分布表明,子通道中心的轴向湍流交混相较边通道和相邻棒束间隙要强,而且随着在格架下游的发展,整个横截面的轴向湍流强度渐渐减弱。棒束阵列结构以及格架下游横流的衰减特性,使得横向流场的测量颇为困难。本文结合了PIV和光学折射率匹配技术,成功实现了棒束16个内部子通道的横向全流场测量。为提高实验数据的可靠性,基于瞬时速度的正态分布假设,对横向流场PIV测量中的关键参数的选择,诸如互相关算法、异常数据剔除准则、激光脉冲时间间隔和图片采样数目等,进行了理论及敏感性分析,给出了最佳实践指导准则。基于这一准则,通过PIV实验获取了格架下游不同测量截面上的横向平均速度矢量场、横向RMS速度场、横流湍流强度分布以及轴向涡量场。二维的横向速度矢量场显示,流体在流过格架后,交混翼会在每根棒的周围形成空间上顺时针和逆时针交替的横向流动,同时在棒束间隙会存在很强的横流,而在子通道中心横向速度较小。横向速度分量U,V的脉动速度在子通道中心附近取得极大值,而在横流很大的间隙处脉动速度取得极小值。在Z=3D_h位置,子通道内存在成对的由于剪切形成的涡,随着在下游的发展,涡会快速衰减,并且中心位置发生改变。本文还对PIV测量进行了全面的误差分析,结果表明平均速度误差的决定项是系统误差,而随机误差对RMS速度影响较大。