在托卡马克等离子体中,湍流是引起反常输运,决定等离子体约束水平的关键问题。到目前为止,人们已经对托卡马克边界的湍流行为及其引起的输运进行了广泛的研究,但由于诊断技术的限制,对芯部湍流的研究还比较少。为了加深对芯部湍流及相关物理问题的理解,探索等离子体约束改善的运行模式,本论文在SUNIST和HL-2A托卡马克上开展了芯部湍流及流剪切作用的实验研究。论文首先对SUNIST的电源系统进行了全面升级,大大提升了装置的运行水平,不仅增强了对放电参数的控制能力,也显著提高了等离子体的稳定性,获得了更长的平顶时间。在等离子体诊断方面,论文开发了一套基于线圈炮的超高速往复探针系统,最高移动速率超过20m/s。在此基础上,本论文研究了 SUNIST中的芯部湍流行为。随着等离子体密度的升高,SUNIST芯部等离子体的湍流和磁流体力学（MHD）行为存在四种状态:（1）低密度（～1.3 × 1018 m-3）下,低频（～10kHz）MHD与一种～50kHz的静电准相干模共存;（2）较低密度（～1.6 × 1018m-3）下,MHD活动很弱,静电湍流由上述准相干模主导;（3）密度较高（～2.0 × 1018 m-3）时,MHD和湍流活动都很弱,总体比较平稳;（4）高密度（>2.3 × 1018 m-3）时,出现～20 kHz的MHD活动,静电涨落增强,但表现为宽谱。本论文重点研究了较低密度等离子体中的静电准相干模。分析表明,该模式在频率、波数、传播方向和碰撞率等方面都与耗散俘获电子模（DTEM）的特征相符。这是首次在球形托卡马克相关实验研究中观察到类DTEM的现象。在更高的等离子体参数下,论文研究了 HL-2A托卡马克等离子体芯部的E × B台阶现象。E × B台阶指托卡马克芯部不同径向位置处通过雷诺应力形成的E × B剪切层,其环向模数n和极向模数m均为0。本论文在HL-2A托卡马克上确认了E × B台阶现象,并从E × B台阶对平均参数剖面和湍流输运的影响两个方面,首次在实验上证实了理论和模拟预测的E × B台阶的多个重要特征。