采用室内实验混合箱和粒子图像测速技术,本文研究稳定分层无平均剪切二层流（上层淡水、下层盐水）振动格栅湍流结构。对实验录像进行粒子图像测速技术处理,获得垂向二维流场（垂直于格栅平面）瞬时速度和涡量,并用于计算:1)时均速度和时均涡量;2)均方根速度;3)均匀程度和各向同性程度;4)平均流强度;5)时均湍动能和时均湍动能垂向通量;6)时均泰勒的欧拉积分长度尺度;7)水平和垂向速度的欧拉频谱。结果显示:i)格栅方棒处时间平均速度方向垂直向上,而其两侧的时间平均涡量正负交替,表明格栅附近射流结构占据主要位置且存在反向旋转涡旋对;ii)均方根速度随着离开格栅中部（水平面）高程的增大而减小,并且满足高程的-1.425（接近-3/2）幂次律,表明振动格栅湍流均方根速度的垂向变化较为剧烈;iii)靠近混合箱边壁处的均匀程度和各向同性程度都大于1,表明靠近混合箱边壁处存在各向异性湍流;iv)格栅平均流强度的量级非0,但是,相对较小,表明平均流强度较低,故而,本文实验结果仍可与无平均流的情况作对比;v)时均湍动能和时均湍动能垂向通量随着离开格栅中部（水平面）高程的增大而减小,而时均湍动能垂向通量为正值,表明远离格栅时均湍动能衰减,但是,始终向上传递;vi)时均泰勒的欧拉积分长度尺度随着离开格栅中部（水平面）高程的增大而线性增大,表明随着湍流向上发展,涡的平均尺度增大;vii)水平和垂向速度的欧拉频谱随着离开格栅中部（水平面）高程的增大而减小,幂次律约为ω-1（ω为频率）,表明水平和垂向湍动能远离格栅均衰减,并可能受湍流有限雷诺数效应影响。运用ANSYS Fluent软件,基于大涡数值模拟、多相流模型及动网格技术,本文对与上述室内实验相同尺寸的振动格栅混合箱进行了数值模拟,进一步研究湍流层内物理学。结果显示:i)在格栅到达冲程顶部和底部位置之前,方棒周围涡量数值明显较高,表明由格栅振动产生的射流在格栅最高位置与最低位置之间更剧烈;ii)水平面涡量分布形状在初始时刻与格栅几何轮廓相似,随后,呈现不规则性,表明湍流逐渐地充分发展;iii)湍流层均方根速度、湍动能和湍动能垂向通量随离开格栅中部（水平面）高程增加呈指数形式衰减,变化规律与以上实验结果基本吻合。