采用高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV)对回流式水槽中低浓度高分子聚合物溶液的减阻机理进行实验研究。通过对自由来流速度分别为0.125m/s、0.145m/s、0.180m/s时的高分子溶液和纯水的平板湍流边界层速度矢量场的时间序列及其统计量的分析,讨论了加入高分子聚合物对溶液平均速度剖面,雷诺应力及湍流强度的影响。用流向速度分量的多尺度空间局部平均速度结构函数、条件采样和相位平均技术提取壁湍流多尺度相干结构在喷射和扫掠阶段的脉动速度、速度变形率、雷诺应力、涡量等物理量的二维拓扑形态。结果表明,在相同的来流速度情况下,高分子溶液的壁面摩擦阻力减小,对比高分子溶液在三个流速下的减阻率,发现随着流速增大(雷诺数增大),高分子溶液的减阻率增大,由13.56％增大到29.67%;与纯水相比,高分子溶液的缓冲层增厚,对数律外移,相同法向位置处的湍流强度和雷诺应力减小。　　对比高分子溶液和纯水壁湍流相干结构在喷射和扫掠阶段的脉动速度、速度梯度、速度变形率、展向涡量等物理量的二维拓扑形态,高分子聚合物的加入没有改变溶液的拓扑形态,而是减小了相干结构相应物理量的大小。对比分析高分子溶液壁湍流相干结构在喷射和扫掠阶段的影响知道,高分子溶液中相干结构扫掠事件受到的影响最大,抑制高速流体冲向壁面,湍流猝发频率减弱。所以,高分子溶液抑制了湍流相干结构的猝发,削弱了湍流输运,从而揭示出高分子溶液减阻的重要的内在机制。