随着水力水电事业的发展，高速水流空化空蚀成为水利界普遍关注的问题。为了减免高速水流空化产生的空蚀破坏，常在低压区或易发生空蚀部位上游设置掺气设施强迫掺气。而半个多世纪以来，在泄水建筑物过流壁面掺气减蚀措施方面研究比较普遍深入，但关于掺气泡大小与掺气体积分数、流速各相关量之间的关系研究十分贫乏，有待在理论研究上有一个突破性进展。本论文在浙江工业大学水力学实验室的直流式水洞中利用三维粒子图像测速仪（PIV）、高速摄影机、SINOCERA-YE6263压力数据采集系统，对空化区和空蚀区掺气泡与空化泡之间的相互作用进行了系统的试验研究。试验测量了不同大小掺气泡、掺气体积分数、流速下，半圆柱突体和圆柱突体后空化区压力和空化数的变化，空蚀区压力和空化数的变化。揭示了空化区空化云的形态、随流运动的演变情况，空蚀区空泡溃灭的情况，不同大小掺气泡对空泡生成和溃灭的影响。分析了不同大小掺气泡对空化区和空蚀区垂向流速、纵向流速的影响。试验结果表明：在有效的减免空蚀的掺气体积分数下，对于高10mm，底部直径为6mm的半圆柱突体，在掺气孔直径d=2mm时空化数达到最大值。对于高5mm，底部直径为6mm的圆柱突体，在掺气孔直径d=10mm时更能减免空蚀的发生。