气流场试验技术是空气动力学研究的重要手段,在航空航天、能源利用、交通运输、环境保护以及建筑等领域都是不可或缺的重要部分。风洞是目前进行气流场试验的主要手段,但常规风洞研究范围有限,建设与运行均需大量人财物力,且不能模拟极端条件与复杂环境耦合,制约了相关行业的发展。因此研究并设计一种新的气流场试验方法,实现装置设备在高速气流复杂环境中运行性能的检测,具有重要的工程意义与学术价值。论文研究来源于重庆大学“双一流”学科平台建设项目“多极端条件电力能源装备与器件安全检测试验平台”,以此为基础提出了一种基于逆向风洞原理的旋转式均质气流场产生方法。该方法相对速度的产生原理与传统风洞相逆,是在封闭空间中通过圆周驱动的方法将收缩涵道结构加速至高速,在涵道试验段内形成高速气流;通过不对称均流加速涵道以及非均匀蜂窝均流器克服旋转运动所导致的流场偏移,确保试验流场品质;结合试验空间内各类复杂环境的营造以及试验高压的引入,可实现高速气流和高压带电的综合气流场复杂环境试验条件。本文从基本物理过程出发,采用理论分析、数值计算以及试验验证相结合的方法,从流场分布的角度对旋转式均质气流场产生方法进行研究。论文主要研究工作和成果如下:（1）对比阐述了旋转式均质气流场产生方法的原理创新,完成了其方案设计。从相对运动原理出发,对旋转式均质气流场产生方法中相对速度的产生方式以及旋转运动所带来的流场偏移特性进行了研究。（2）建立起旋转式均质气流场产生方法的物理及数学模型,采用基于旋转参考系以及分区域动静态搭接网格模型的数值计算方法对试验空间内三维旋转流场分布特性进行了研究。从轴向和径向两个维度对试验空间内旋转尾流的产生及恢复情况进行了分析,并在此基础上评估了其对试验流场的影响。（3）提出了基于不对称流场加速涵道以及非均匀蜂窝器的旋转气流场均匀性设计与优化方法,通过归纳,将其总结为模型缩比设计、涵道结构设计、旋转尾流评估、流场品质优化等四个步骤。研究了不对称均流加速涵道的加速与均流效果及其影响因素;以动压系数、气流偏角以及轴向静压梯度等流场均匀性指标为指导,采用基于正交设计以及虚拟目标的优化方法,完成了旋转气流场均匀性多参数设计与优化。基于非均匀蜂窝器阻力特性的分析,研究了非均匀蜂窝器的阻尼补偿均流方法。（4）以高速动车组车顶支柱绝缘子为试品,研究了空气单相流动及气液/气固两相流动时旋转式均质气流场与直线气流场的等效性。基于绝缘子表面雷诺数分布特性的研究,对比分析了旋转式均质气流场在空气单相流动时的等效性;通过对典型工况的分析,总结阐述了气流场复杂环境试验的定义、实施方式以及分类;采用双流体模型,对气液/气固两相旋转流场中试验粒子的碰撞特性和累积特性进行了研究,并以此验证了旋转式均质气流场在气液/气固两相流动时的等效性。（5）在重庆大学多功能人工气候室内进行了绝缘子试品的高速覆冰试验。试验结果表明:旋转式均质气流场在进行覆冰模拟试验时,绝缘子试品表面覆冰质量与覆冰厚度值均与覆冰试验结果相差较小,其证明了旋转式均质气流场在进行覆冰等气流场复杂环境试验时具有良好的等效性,同时也证明了本文数值计算结果的准确性。