湍流减阻技术对于节约能源、提高原油管道输量、保护生态环境具有重要实用价值,其成熟的大规模工程应用离不开高精度快速模拟。然而,目前的直接数值模拟(DNS)、雷诺平均模拟(RANS)、大涡模拟(LES)均无法很好满足这一需求。DNS获得的信息最多、精度最高、计算时间最长;RANS计算时间最短,但对不同的问题需要建立不同的封闭模型,普适性较差,精度一般不高;LES的精度和速度介于DNS和RANS之间,它可以给出大于惯性子区尺度的脉动信息,但其亚格子模型的选取和建立往往带有一定的人为性和经验性。因此为了进一步探索减阻流动的高效数值计算方法,本文将特征正交分解方法(POD)与Galerkin投影法相结合,推导了基于离散弹性元素的黏弹性减阻流体POD-Galerkin低阶模型。首先,探讨了建模方式对POD低阶模型精度的影响,分别包括以流场瞬时量和脉动量为对象建立的低阶模型,确定了湍流POD低阶模型的建模原则。分别采用层流、低雷诺数湍流和高雷诺数湍流验证了低阶模型的计算精度,指出直接针对湍流脉动量建立POD低阶模型精度更高。然后,将该原则应用于二维顶盖驱动流和槽道湍流减阻流动,通过瞬时速度场、平均速度场、谱系数、计算时间等相关物理量验证了POD低阶模型的计算精度和计算速度。结果表明,低阶模型不仅能够快速再现原始流场,而且具有较高的精度。