本博士论文主要涉及大尺度结构中星系取向的研究。大尺度结构中的星系的形态及取向不仅与大尺度结构的形成及物质分布有关，也与星系的形成及演化等物理过程息息相关。所以，研究星系取向可以帮助了解宇宙大尺度结构及星系的形成与演化。本论文首先比较系统地介绍星系取向以及星系取向与大尺度结构、与星系形成及演化之间的关系;然后详细地介绍了关于星系取向的四个工作:椭圆星系在星系团潮汐力作用下的径向取向研究、星系团样本中红星系的直接取向研究、利用红星系的取向探测大尺度纤维状结构、以及星系团中星系的速度梯度取向研究。　　本论文介绍的第一个工作是关于椭圆星系在星系团潮汐力作用下形变的物理过程。星系在星系团中感受到的潮汐力与星系本身的自引力相比很弱，所以，在弱潮汐力作用下星系的形变过程可以用一个四极矩振荡来描述。椭圆星系在潮汐力下达到平衡位置时，其长轴会趋向于指向径向，也就是指向星系团的中心;这种星系取向叫做星系的径向取向。我们使用蒙特卡罗的方法模拟了星系团中椭圆星系的径向取向信号，并与Abell2744星系团中观测到的径向取向信号做对比。　　本论文介绍的第二个工作是关于星系团样本中红星系的直接取向的研究。一般来讲，由于星系团中的红星系是沿着大尺度纤维状结构掉落到星系团中的，所以红星系的取向仍然保留有沿纤维状结构掉落的“记忆”;尤其对动力学年轻的星系团中的红星系而言，它们的长轴与纤维状结构的方向应该趋于平行，也与最亮团星系(BCG)的长轴平行。这种星系取向关系被称为星系团中红星系的直接取向。我们挑选了中等红移处的一批星系团样本，并将其分为动力学年轻的星系团以及完全弛豫的星系团两个子样本，分别寻找两个子样本中的直接取向信号。我们发现只有动力学年轻的星系团中存在直接取向信号，而完全弛豫的星系团中则没有直接取向信号。进一步研究表明，年轻星系团中的直接取向信号是由那些远离星系团中心(300kpc-810kpc)的亮（绝对星等小于-20.5等）星系造成的。　　本论文介绍的第三个工作是利用红星系的取向来探测大尺度纤维状结构。由于大尺度纤维状结构中的红星系的长轴与所处纤维状结构的方向之间趋于平行，所以我们可以利用红星系的取向以及其在二维投影平面上的分布来探测大尺度纤维状结构。我们首次使用此方法在Coma星系团周围探测到了纤维状结构，并与前人的结果做对比，证明利用红星系的取向探测纤维状结构的方法是可行的。　　本论文介绍的第四个工作是研究星系团核区星系的速度梯度取向。研究表明，很多星系团（包括一些完全弛豫的星系团）中的星系或气体存在速度梯度，速度梯度的物理原因仍然成迷。我们通过研究Hercules超星系团中的十个成员星系团或群中核区（0.5/h Mpc半径内）星系的视向速度，发现其中五个星系团或群中的星系存在速度梯度(3σ显著性)。进一步研究表明，十个星系团中星系的最大速度梯度方向都趋向于与BCG长轴方向垂直，我们把这个新的天体物理现象称为“速度梯度取向”。我们猜测星系的速度梯度是由于星系团核区旋转（自旋）造成的，最大速度梯度方向与自转轴垂直;星系团核区的自旋是由于原初星系团诞生于大尺度纤维状结构周围的涡流结构里，所以这些原初星系团的角动量方向与涡流的方向、也就是BCG的方向平行。