工程领域中,湍流的身影处处皆在。流体在交通工具表面产生湍流边界层,进而产生高额的剪切阻力,造成能源的浪费。因此,考虑到湍流边界层减阻技术所带来的经济价值,湍流边界层控制方面的研究显得尤为迫切。传统的开环控制系统不考虑流场中的信息,系统简单,早前的研究大都集中于此,对于结合了流场信息作为系统输入的闭环控制研究,结构复杂,鲜有涉及。针对以上背景,本文提出实时控制壁面拟序结构的湍流边界层壁面减阻实验研究。本课题基于流向狭缝吹气技术,研究不同闭环控制方案对近壁面湍流边界层减阻的影响,主要采用单点法测量局部减阻量,同时用移动热线测量不同控制条件下湍流边界层特性曲线,定量分析各个速度统计量,最后利用流动显示技术对控制前后的湍流结构进行观察,从不同角度解释湍流边界层减阻背后的物理机理。实验结果表明,控制工况下,流向速度曲线斜率值下降,线性区显著延长,近壁面rms值显著下降,近壁面猝发强度降低,表明近壁面拟序结构受到显著抑制。以上物理量的上升或下降趋势,与各个控制方法取得的减阻量基本一致。流动显示结果表明,控制条件下的大尺度涡结构转化成小尺度结构,条带结构沿流向和展向分布更加均匀。实验结果还揭示了狭缝吹气减阻的基本原理。狭缝吹气对近壁面湍流边界层造成两部分影响,一部分是由于低速流体的注入,造成流动结构的抬升,降低了流向速度梯度,进而实现减阻;另一部分是由于降低了高阻力区的能量实现减阻。