湍流变动一直是两相流研究的难点和热点，在过去几十年里国内外学者对此展开了大量研究工作。由于颗粒－流向相互作用的复杂性，尽管目前对颗粒引起湍流变动形成了一些规律性的认识，但是在很多方面仍然是掺杂不清，甚至是相互矛盾的。为了从更本质的角度揭示颗粒－流体之间的相互作用，本文采用先进激光测速技术PIV在水平槽道中进行了一系列低颗粒载荷的实验工作。　　 为了实现槽道流近壁边界层和两相流PIV的测量，本文第一部分工作中发展了一套完善高效的超分辨率PIV(Super-resolution PIV，SPIV)方法。该算法融合了PIV和PTV两种算法优点，使得算法执行效率，精度都大幅度提升；并在粒子识别过程中引入了一种从实际图像中提取的粒子模板的方法。用该SPIV方法来计算实际流场，证明了其优越性。　　 在本文第二部分工作中，着重研究低颗粒载荷下颗粒引起湍流变动的总体变化规律，并进一步探询低载荷下颗粒引起湍流变动的原因和机理。实验的雷诺数是6826，颗粒相采用60μm和110μm的两种大小聚乙烯微珠；颗粒质量载荷从5×10-4到4×10-2。实验结果表明，颗粒引起了流体的平均流动的减弱，雷诺应力各分量不同程度的增加；并且随着颗粒载荷、大小的增加，变动幅度增大。颗粒的运动在中心区滞后而在近壁区则领先于流体运动；颗粒流向脉动速度大于流体的脉动速度，而法向脉动在小颗粒情况下比流体的弱，而大颗粒情况下比流体的强。颗粒运动除了流体作用外，主要受重力和颗粒－壁面碰撞控制。　　 因为低颗粒载荷下颗粒－流体之间的直接动量，能量交换是很弱的，为此从已有文献结果角度出发是不能完全解释本实验中所观察到的湍流变动。为了分析其产生原因和机理，进一步研究了颗粒加入后耗散率，湍动能以及流动特征尺度的变化规律。结果表明颗粒促进了大尺度流动结构向小尺度流动结构的分解，并伴随着能量传递速度的增快；为了维持湍流状态，大尺度结构从平均流动中获得更多的湍动能，从而引起平均流动的减弱。通过总结分析最后得出结论流动结构的改变是低颗粒载荷下湍流变动的主要机制。与竖直槽道中结果比较分析后，发现重力和主流方向之间的关系对颗粒改变流动结构的方式有重要影响，并会进一步影响到湍流变动。