壁湍流相干结构是壁面摩擦阻力的主要来源,而如何减小壁面摩擦阻力在实际工程应用中具有重要意义。本文基于壁湍流相干结构的角度,采用高时间分辨率的粒子图像测速技术(TRPIV)对来流速度为0.165 m/s的光滑表面和超疏水表面进行实验测量,并通过对比的方法来研究超疏水表面的减阻机理。文中首先对比了光滑表面与超疏水表面的内尺度无量纲平均速度剖面和湍流度分量剖面等基本湍流统计量,得到了5.39%的减阻效果。结果表明,超疏水表面表现为缓冲层增厚,对数律层外移,整个内尺度无量纲的平均速度剖面略向上偏移,符合壁湍流减阻的典型特征。此外,超疏水表面主要抑制了流体质点的流向脉动,对法向脉动几乎无影响。进一步通过空间两点相关系数的方法来提取两种工况下的壁湍流相干结构。结果发现,超疏水表面不仅能够减小小尺度相干结构的空间尺度,也能够减小大尺度相干结构的空间尺度。另外,超疏水表面能够减弱流向脉动速度与法向脉动速度相关系数的空间尺度,从侧面体现出超疏水表面能够削弱壁湍流猝发事件的影响。鉴于发卡涡及涡包结构在壁湍流中的重要作用,采用线性随机估计的方法对两种工况下的涡包结构进行提取。对比发现超疏水表面能够改变涡包结构的组织形式,使其下方低速流体的流向脉动减弱,进一步减小了流体与壁面的摩擦,从而能够减小壁面摩擦阻力。最后,对两种表面工况下的速度场进行了本征正交分解。发现低阶模态超疏水表面中所包含的能量要低于亲水表面;而高阶模态超疏水表面中所包含的能量略大于亲水表面。说明超疏水表面能够改变壁湍流中相干结构所包含的能量分布,即超疏水表面能够使壁湍流中的能量向小能量尺度的结构倾斜,同样有利于壁面摩擦阻力的降低。