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钝体绕流不仅在流体力学基础理论研究中具有重要意义,在工程领域也是一种非常常见的流动现象。圆柱绕流作为钝体绕流的一种简化模型,成为绕流研究中的典型对象。目前对圆柱尾流的研究主要聚焦在卡门涡,而肋状涡还有待更深的研究,同时高雷诺数下二次涡街起始位置判据是否依然适用并不清楚,此外由于分辨率不足的原因PIV对平均能量耗散率的测量也不够准确。因此对圆柱绕流进行深入研究,有利于进一步解释流动现象和解决工程问题。本文利用PIV测量技术对圆柱尾流(x,y)平面、(x,z)平面和(y,z)平面上的流场数据进行采集(x,y,z表示方向详见2.3节),通过POD(本征正交分解)方法对三个方向上涡结构进行提取,评价基于PIV测量的POD方法(PIV-POD)涡提取效果。(x,y)平面上通过第1、2阶模态提取到大尺度卡门涡,(x,z)平面上提取到两种涡结构,一种为涡量沿y方向呈正负交替的涡,另一种为肋状涡,但不能分辨第一种涡结构的频率,相应模态下的肋状涡结构没有(x,y)平面上卡门涡明显,同时(y,z)平面上的肋状涡提取效果优于(x,z)平面。对热线测量的各方向数据同样进行了POD分析,对PIV-POD和热线POD方法分别在卡门涡和肋状涡两个分量上进行了比较,PIV-POD能够提取整个流场面上的大尺度相干结构,对于流场上相干结构的提取效果与模态的能量占比和能量分布有关,其对模态能量占比高、分布明显的大尺度卡门涡结构提取效果良好,对模态能量占比较低,分布不明显的肋状涡提取能力减弱。热线POD方法对卡门涡和肋状涡都有良好的提取效果,在卡门涡的提取上热线POD方法与PIV-POD具有相同的效果,而在肋状涡的提取上热线POD方法要明显优于PIV-POD方法。此外,对圆柱尾流中心线速度U和偶极矩密度M的分布进行了探讨。在x>10d的范围,低雷诺数下(Re=140～600)二次涡的起始位置都存在局部最小值,而高雷诺数下(Re≥2 000)中心线速度单调递增,偶极矩密度基本不变。不同雷诺数下两者的表现完全不同,高雷诺数下依然通过U和M的局部最小值来判断二次涡街的起始点是不合适的。本文对平均能量耗散率的PIV测量准确性也进行了分析。PIV测量结果低于热线测量和仿真结果,通过PIV修正方法对测量结果进行修正提高了PIV测量准确性。圆柱尾流中修正后的结果基本与热线测量和DNS结果一致。将修正方法延伸到边界层平均能量耗散率的PIV测量中,修正后的结果也和数值模拟结果基本一致。