统一动量区是湍流边界层中的一种大尺度结构,是一种新的湍流结构模型。本文以湍流边界层中的统一动量区为研究对象,采用移动式TRPIV系统跟踪拍摄的方式,获得湍流边界层同一区域速度场的时间序列数据,从中检测统一动量区,研究了统一动量区演化的过程,从条件平均和脉动角度分析了大尺度脉动速度在统一动量区演化过程中所起的作用。首先设计并使用移动式高时间分辨率粒子图像测速技术（Time-Resovled Particle Image Velocimetry,TRPIV）系统,跟踪测量了光滑平板湍流边界层同一区域速度场随时间的演化,然后对每个瞬时自由来流部分求空间平均,得到其时间序列,对该序列进行高通滤波获得噪声的时间序列,再用原瞬时速度场减去噪声序列中对应于该瞬时的部分,得到正确的瞬时速度场,然后通过对直接数值模拟（Direct Numerical Simulation,DNS）数据插值的方法,获得每个流向位置对应的无量纲平均速度场,与瞬时速度场作差得到无量纲的脉动速度场。使用基于瞬时流向速度概率密度函数分布的检测方法,检测统一动量区。在对瞬时流向速度概率密度函数的时间序列进行降噪处理之后,检测得到了每个瞬时湍流边界层中的统一动量区数量的时间序列,截取了统一动量区数量发生改变的典型时间段,结合该时间段内6个采样时刻的瞬时流向速度概率密度函数分布的变化,分析得到了统一动量区数量在大时间尺度下从一个稳态到另一个稳态的阶梯状变化特点,以及与之相对应的瞬时流向速度概率密度函数分布中极值的变化。使用基于空间傅里叶变换的空间滤波方法,对脉动速度场进行尺度分解。通过以流向速度为条件对不同尺度脉动速度进行的条件平均,分析得出大尺度脉动在统一动量区演化过程中起主要作用,作用方式为不同流速的流体群表现出不同的猝发事件。分析流向大尺度脉动空间内不同脉动区域的变化,结合采样时间段内瞬时流向速度概率密度函数分布的变化,发现统一动量区内常含有多个大尺度脉动区域,不同区域的扩张、收缩、融合、拆分影响流向速度的集中程度,进而导致统一动量区数量的变化。