槽道湍流是一类典型的剪切湍流,对槽道湍流中标度律和湍流特性的研究可以为了解复杂湍流机理提供重要参考,同时为研究湍流结构、构造湍流模型提供理论基础。近年来,随着湍流实验技术和数值模拟方法的进步,对槽道湍流的研究已经取得了众多成果,包括其中的结构特性、标度特性、输运特性和尺度特性等。本文基于槽道湍流的实验数据库和直接数值模拟数据库,将Hilbert-Huang变换方法用于分析非对称槽道流动的湍流特性,通过对间歇性、相干结构和动量输运的分析,研究其中的尺度演化和不同尺度结构对湍流输运的贡献；将非牛顿流体物质函数的概念引入牛顿流体充分发展槽道湍流的研究,分析低雷诺数槽道湍流中物质函数的标度特性,特别是近壁区湍流统计量的标度行为及其雷诺数效应。得到的主要结果如下：(1)应用经验模态分解得到的各阶内模函数,其平均频率在单对数坐标系中有明显的线性关系,各阶频率可表示为ωm=ω0η-m。小尺度运动具有更强的间歇性,除了第5至第9阶模态服从高斯分布外,在大部分模态上偏离高斯分布。从光滑壁面到粗糙壁面,以5%为阀值重构的相干结构有明显的时间尺度演化。Hilbert边际谱和Fourier能谱都能很好的契合Kolmogorov-5/3定律,主要含能部分出现在低频信号中。在动量逆梯度输运和动量顺梯度输运区域,各阶模态对动量输运的贡献有正有负,呈相互竞争的关系,对动量逆梯度输运起主要贡献的模态与主要含能模态基本一致。(2)将非牛顿流体物质函数的概念引入牛顿流体充分发展槽道湍流的研究,基于低雷诺数槽道湍流直接数值模拟数据库,得到了湍流粘性系数、表观粘性系数、第一物质函数和第二物质函数与平均应变α+和壁面坐标y+的关系。不同雷诺数下,不同物质函数的标度行为具有一致性。表观粘性系数呈现剪切稀化现象,第一、第二物质函数呈现双标度行为,同时研究了其中的雷诺数效应。最后,并利用Carreau模型拟合了表观粘性系数,这些规律可为研究复杂湍流的本构方程并发展新的湍流模式提供参考依据。