中文摘要：

湍流作为一种复杂的非线性力学系统，包含大量各种尺度的湍流结构(涡旋)。不同尺度湍流结构的运动及其相互作用构成了湍流所特有的复杂性。为此，研究各种尺度湍流结构的时空分布、相互作用规律以及时空记忆效应成为认识湍流本质的核心之一。本研究拟以实验为基础，使用PIV、PLIF等测量手段，以典型的剪切湍流为研究对象，利用并改进Hilbert谱分析方法，研究各种尺度湍流结构的运动规律；分析剪切湍流运动中不同尺度湍流结构的时空分布及其相互作用；通过相关函数法确定能量在不同湍流结构间的传递，并刻画不同湍流结构的时空记忆效应；着重分析大尺度结构，如由剪切效应诱导的Ramp-Cliff结构等与其它尺度间的相互作用规律；通过相应的理论分析，给出尺度分布、双尺度相互作用、能量在不同湍流结构间的传递以及不同尺度湍流结构的时空记忆效应的数学、物理模型，为现有湍流模式理论的完善提供一定理论依据。