平板叶栅绕流作为流体动力学中的经典基础问题之一，其理论可广泛应用于众多工程领域设计中，如水力机械（泵）叶片、桥梁桥墩断面、高层建筑群、近海结构、智能交通等。在国家自然基金“泵内受迫湍流的涡动力学特征及其激励机制”（51576090）的资助下，本文以平板叶栅为研究对象，综合采用大涡模拟（LES）数值计算方法和LDA测速技术，围绕不同来流条件、布置方式下的叶栅绕流结构及动力学特性展开研究，主要工作及取得的创新性成果如下：　　1、以泵内叶片绕流为背景，设计了一组前缘倒圆的平板，并布置为串列双平板叶栅及四平板叶栅两种模型。设计并搭建了小型闭式水洞试验平台，对扩散段、整流段、收缩段、试验段进行了匹配设计，构建了满足叶栅绕流实验要求的水洞系统。　　2、为精确捕捉不同尺度涡结构的演化过程，探寻了适合叶栅绕流计算的LES数值计算方法。以一组单圆柱绕流（Re=3900）及多组平板绕流为算例，从St数、时均速度场、涡脱频率、涡结构等方面，将计算结果与文献实验值、LDA 及 PIV实验结果进行了对比分析，验证了数值计算方法的适用性与准确性。　　3、基于确定的LES计算方法，开展了Re=0.5×104~10×104六组不同来流条件下，串列双平板叶栅绕流的三维非定常计算，对间隙区、尾迹区内速度场、平板受力及涡脱频率进行了较为细致的分析，描述了不同来流条件下绕平板叶栅涡结构演化过程，构建了绕平板涡结构与平板受力的关联关系，总结出St-Re变化规律。研究表明：绕叶栅流场以平板中心线上时均流向速度分布特性，可划分为回流区、快速增长区、回落区及缓慢增长区；以垂直于流向不同截面处时均流向速度分布梯度，可划分为涡街干涉区和主流区。尾迹干涉对下游平板升力系数产生较大影响，对阻力系数影响较小；平板尾涡脱落是影响平板受力的主导因素，但在Re数减小时，平板表面分布的成熟涡结构对平板作用力逐渐凸显。上述Re数区间内，Re=1.0×104时，St数达到极小值，4.8×104≤Re≤10×104范围内，St数保持不变。　　4、开展了 Ld=2.5D、5D 两种间距布置时四平板叶栅绕流的三维非定常计算，分析了间距对绕平板叶栅流场的影响，并采用绕叶栅三维涡结构揭示出间隙区内流动结构的差异性。研究发现：Ld=2.5D时，间隙区内无法形成卡门涡街，平板升、阻力系数受到明显抑制，下游平板涡脱频率降低；Ld=5D时，间隙区内卡门涡街明显，下游平板升力系数波动幅值升高，但时均阻力系数较上游叶栅降低，四平板涡脱频率一致。　　5、构建了LDA测速系统，在水洞试验平台上开展了Ld=0~5D六组不同间距下绕流串列平板叶栅速度场的精确测量，获得了不同间距布置方式下间隙区、尾迹区内时均速度流向分量分布规律、湍动能特征，并对单点瞬时速度进行分析与涡脱频率提取，得到St数随间距Ld、Re数变化规律。测量结果表明：间距较小时，上游平板尾涡未直接脱落于间隙区时，平板中心线上时均速度流向分量在间隙区内先升高后降低，其湍动能低于尾迹区；间距增大到间隙区内可形成周期性涡脱时，间隙区、尾迹区的涡脱频率一致，流速先降低后升高，间隙区内湍动能显著增加。串列平板叶栅模型涡脱频率总小于单平板模型，串列布置方式对涡脱有抑制作用；St数随间距Ld的增大，存在先降低后升高的分布趋势，在Ld=3D时，抑制作用达到最大。