本文采用热线测速技术（HWA）和粒子图像测速技术（PIV）对壁湍流相干结构调制雷诺应力和非平衡湍流雷诺应力涡黏模型的时——空弛豫效应进行了实验研究。用热线测速技术，对壁湍流相干结构调制雷诺应力与速度变形率的时域弛豫效应进行了实验研究；用层析TRPIV和二维TRPIV技术对壁湍流相干结构调制雷诺应力与速度变形率的空间弛豫效应进行了实验研究；最后采用二维TRPIV技术对轴流风机引起的周期变化非平衡湍流场中雷诺应力与速度变形率的时——空弛豫效应进行了实验研究。　　用热线测速技术，对壁湍流相干结构调制雷诺应力与速度变形率的时域弛豫效应进行了实验研究。用IFA-300恒温热线风速仪、平行丝热线探针和X型双丝热线探针，以高于湍流最小时间尺度的分辨率，精细测量了风洞中壁湍流不同法向位置处速度变形率和对应位置的雷诺应力。应用时间局部平均速度结构函数概念对流向速度信号进行多尺度分解，以流向速度分量的局部平均速度结构函数的局部极值作为特征量检测壁湍流相干结构猝发的喷射和扫掠过程。用相位平均技术提取相干结构猝发时调制雷诺应力以及速度变形率的相位平均波形。应用互相关技术计算了调制雷诺应力分量与速度变形率分量之间的时间相位。基于理论上壁湍流相干结构弛豫涡黏模型对涡黏系数的分析，研究了相干结构猝发过程中调制雷诺应力分量与速度变形率分量之间的时间弛豫效应。　　用层析TRPIV和二维TRPIV技术对壁湍流相干结构调制雷诺应力与速度变形率的空间弛豫效应进行了实验研究。用二维TRPIV测量了水槽中壁湍流流向-法向平面内二维速度分量空间分布的时间序列，用三维层析TRPIV技术测量了壁湍流三维速度场空间分布的时间序列信号。应用空间局部平均速度结构函数概念对测量所获得的速度分量进行多尺度分解，以流向速度分量的局部平均速度结构函数的局部极值作为特征量检测壁湍流相干结构猝发的喷射和扫掠过程。应用空间相位平均技术提取相干结构猝发时调制雷诺应力分量和速度变形率分量的空间相位平均拓扑形态。发现调制雷诺应力分量与对应的速度变形率分量的空间分布具有空间相位的不同步性。　　采用二维TRPIV技术对轴流风机引起的周期变化非平衡湍流场中雷诺应力与速度变形率的时空弛豫效应进行了实验研究。用二维TRPIV测量了低速轴流风机内部叶片60％跨度处压力面与吸力面，以及风机出口径向平面的速度场空间分布。应用周期相位平均技术提取轴流风机湍流场中不同时空相位雷诺应力分量与速度变形率分量的周期相位平均形态，研究两者的时空演化过程；应用互相关技术研究了两者之间的时空弛豫相位关系。发现雷诺应力分量与速度变形率分量的极值发生在不同时空相位。　　采用经典的平衡态线性涡黏模型不能准确地描述湍流场中相干结构动量传递等非平衡现象的物理机理。对于湍流场中雷诺应力动力学的模拟，应采用包含时空相位信息的弛豫涡黏张量模型。由于雷诺应力分量与速度变形率分量的时空不同步性，对局部非平衡湍流场的数值模拟提出了一个挑战性的问题，建议采用包含相位信息的弛豫涡黏张量模型来模拟雷诺应力张量。