当电磁力在电解质溶液中形成之后,它通过改变湍流结构来改变湍流水动力特性,因此能够实现对壁面摩擦阻力、涡结构以及噪音的控制。这种流动控制技术在改善运输工具的推进效率、增加可操纵性以及增强运行稳定性等方面具有广阔的应用前景。　　 本文采用数值模拟和实验相结合的方法对展向振荡电磁力控制下的槽道湍流进行了研究。数值模拟中对不可压缩流体的N-S方程进行了求解,流向和展向采用Fourier变换和周期性边界条件,法向采用Chebyshev变换和无滑移壁面条件,对时间项采用三阶精度的半隐式后差分格式,通过影响矩阵法和Chebyshev-tau方法联立求解方程。实验在水洞中进行,PIV系统被用来测量近壁区域的条带结构分布,浮床式阻力测量系统被用来测量电磁力控制前后表面摩擦阻力的改变。使用VISA方法从数值模拟结果中检测湍流猝发事件,对猝发频率和猝发强度随电磁力参数(电磁力强度St和振荡周期T+)的变化规律以及最优减阻参数进行了研究。实验中研究了展向振荡电磁力对流场的诱导作用、对壁湍流的抑制效果、对壁面阻力的改变。基于实验和数值模拟结果,对展向振荡电磁力作用下流场的周期性变化规律以及相应的减阻机理进行了系统的研究。通过湍流统计量研究了展向振荡电磁力对流场的时空平均作用效果。　　 本研究取得了如下结论：⑴湍流猝发频率和强度随电磁力参数的变化而变化。T+不变时(或St不变时),湍流猝发频率和强度随St(或T+)的变化趋势是相反的,说明同时存在使壁面阻力增大和减小的矛盾因素,因此必然存在一个最优振荡参数来使减阻效果达到最佳。由St和T+组合而成的等价壁面展向速度W+可以很好的反映振荡参数对壁面阻力的综合影响,W+≈11时,减阻效果最佳。⑵展向振荡电磁力可以诱导近壁流体产生展向振荡,并使近壁区域的条带或随之倾斜并振荡或趋于消失。展向振荡电磁力可以有效减少壁面阻力,其减阻率约是8％。以上实验结果得到了数值模拟结果的验证。⑶在展向振荡电磁力作用下,条带和流向涡将在一个流场变化周期内,经历倾斜振荡-模糊-消失-模糊-倾斜振荡的周期变化。条带倾斜振荡时,流场仍维持湍流状态,但流向涡的倾斜会诱导负展向涡,该涡将改变流向速度的剖面,降低湍流猝发事件的强度,从而具有减阻的功能。湍流被明显抑制时,条带将模糊乃至消失,这将导致阻力的明显下降。⑷湍流统计量表明展向振荡电磁力能够很好的抑制壁湍流。