利用高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV),开展了超疏水壁面减阻及壁湍流相干结构的实验研究。在循环水槽中,采用大小视场相结合的方式,对不同雷诺数下亲水壁面与超疏水壁面湍流边界层的瞬时速度矢量场的时间序列进行了实验测量。　　比较了雷诺数Reδ ≈9000,12000,16000下亲水壁面与超疏水壁面无量纲平均速度剖面,并计算了 三个雷诺数下超疏水壁面的减阻率分别为11.6％,10.1%,9.0%。结果表明随着雷诺数的增加,超疏水壁面的减阻率降低。　　对比分析Reδ ≈12000下亲水壁面和超疏水壁面湍流边界层的湍流度及雷诺应力沿法向的分布规律。相比亲水壁面,超疏水壁面的流向雷诺正应力,雷诺切应力,流向湍流度及综合湍流度均减小,而在y+=30～100之间,其法向湍流度和法向雷诺正应力增大。结果表明超疏水表面流向滑移有利于减阻,而展向滑移不利于减阻。　　基于空间局部平均结构函数的概念,利用改进的象限分裂法检测Reδ ≈12000时近壁区不同法向位置的猝发事件,并利用条件采样及相位平均提取喷射与扫掠事件中流法向脉动速度,展向涡量,雷诺切应力及速度变形率的空间拓扑形态。喷射事件中各统计量大小均大于扫掠事件中相应参数。相比亲水壁面,超疏水壁面的流向脉动速度,展向涡量,雷诺切应力及速度变形率均减小。结果表明超疏水壁面的猝发强度小于亲水壁面,且在猝发过程中,喷射远比扫掠强烈。　　提出了空间多尺度局部平均涡量的新概念，并以此为特征量检测壁湍流发卡涡展向涡头的中心位置，提取不同法向位置发卡涡展向涡头周围流向脉动速度和流线的空间拓扑，从鞍点-焦点动力系统的角度分析了发卡涡展向涡头附近的流线拓扑特征。相比亲水壁面，超疏水壁面的流向脉动速度及发卡涡展向涡头俯仰角均减小。结果表明发卡涡周围有明显的猝发现象，超疏水壁面流动相对平缓，湍流猝发的强度比较弱，发卡涡的发展受到抑制。