在全球气候变化的背景下,作为极端天气产物的龙卷风日益频发,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。研究龙卷风生成、发展、消亡和流场变化规律,能有效避免龙卷风带来的危害。目前,基于龙卷风实测数据无法充分了解其流场特征,而在实验室中利用龙卷风模拟器生成类龙卷风流场,研究其速度分布、涡旋结构等特点,有助于深入了解龙卷风特性及其流场结构,减少龙卷风灾害造成的损失。当前龙卷风模拟器普遍具有造价偏高、不便于光学仪器测量等弊端,开发成本相对较低、生成效果较好、满足光学测量需求的模拟器具有重要的现实意义。本研究在广泛调研现有模拟器的基础上,设计了便于光学仪器测量,具有可自动化控制、实时多参数调节等优点的六面柱体结构龙卷风模拟器。采用单片机嵌入式控制设计,能够较好地实现模拟器上升气流半径、导流叶片角度的实时控制。通过高速摄像仪和粒子图像测速系统,验证了本模拟器产生的类龙卷风流场的可靠性。基于本研究设计的龙卷风模拟器,探讨了径向雷诺数和涡流比对类龙卷风瞬时涡结构及时均流场特征的影响。结果表明:（1）改变径向雷诺数没有对类龙卷风流场产生显著影响,径向雷诺数增大时,涡旋形态结构保持不变,平均最大切向速度随之增大,涡核半径未发生改变。随着径向雷诺数增大,用以表征涡漂移强度的归一化均方根几乎不变,即涡漂移强度不受径向雷诺数的影响。（2）改变涡流比对类龙卷风流场具有显著的影响。通过上升气流半径或导流叶片角度改变涡流比对流场的影响效果相似。首先,改变涡流比在一定程度上能够使类龙卷风形态发生由单涡向双涡结构的转变。其次,在单涡状态时,随着涡流比的增加平均涡核半径不断增大,而平均最大切向速度呈现先升高后降低的趋势。最后,随着涡流比的增大,涡漂移强度具有先逐渐减小并直至稳定的变化趋势。总体而言,本研究设计了一种可自动化控制、实时多参数调节的龙卷风模拟器,在此基础之上探究了影响类龙卷风流场特征的主要因素,拓展了龙卷风流场特性、结构变化的相关研究。