真实物理世界中的湍流总是三维的，而二维湍流是在某些特殊情况下三维湍流的近似。虽然二维湍流问题中也同样具有三维湍流的多尺度相似性，但能量传递过程却不相同。本篇论文的工作主要包括两部分，即：使用Hilbert-Huang变换方法对高精度的二维湍流直接数值模拟涡量场数据进行统计研究；搭建电磁驱动二维湍流实验系统并进行了一些初步的探索性实验工作。Hilbert-Huang Transform方法是由美国工程院院士黄鰐教授提出的信号处理方法，简称HHT。本篇论文的第一个部分成功地使用Hilbert-Huang变换方法对涡量场数值数据进行了分析研究。分析结果观测到了二维湍流的两个级串区间，即湍动能的逆级串区间和拟涡能的正级串区间。在逆级串区中，条件分布函数()均具有指数分布的尾巴，而不同波数对应的条件分布函数()彼此重合，同时逆级串区的标度指数()=，这都说明了涡量场的逆级串区无间歇性。而在正级串区中，条件分布函数()的函数曲线尾部也具有指数分布特性，但是不同波数对应的函数分布曲线不再彼此重合，这说明了涡量场的正级串区存在间歇性。正级串区的标度指数()在时呈非线性也证实了涡量场的正级串区存在间歇性。采用一种类似于log-Possion标度律模型的拟合方程对标度指数()进行拟合，得到拟合结果为()=()。本文的第二个部分内容主要是关于二维湍流实验平台的搭建工作。首先讲述了电磁驱动二维湍流实验系统的工作原理，并具体给出了实验系统的参数。然后基于该二维湍流实验系统，我们对二维湍流实验进行了初步的探索。初步性的探索实验使用了两种实验测量方法，一种是使用Particle imagevelocimetry(PIV)实验方法，得到了二维湍流的速度场和涡量场，对速度场进行分析得到了二维湍流的能谱图。该能谱图具有双标度律特性，两个级串区的转折点处的尺度恰好是实验系统中的能量注入尺度。另一种是使用Particletracking velocimetry (PTV)实验方法，使用该实验方法成功获取了棒状颗粒在二维湍流中的拉格朗日运动信息，包括棒状颗粒的质心运动轨迹（平动信息）和棒状颗粒轴线空间位置随时间的演变（转动信息）。对这些拉格朗日运动信息做低通滤波(Low-pass filtering)的数据处理后得到了棒状颗粒质心的拉格朗日速度以及棒状颗粒轴线的拉格朗日转动角速度，并绘制了速度的概率密度函数分布和角速度的概率密度函数分布。然而统计概率密度函数曲线的光滑性不够，需要在今后采集更多的实验数据以给出更准确的概率分布曲线并进行更多的统计研究。