为探究微结构壁面湍流减阻机理，采用Particle Image Velocimetry(PIV)技术观测微结构壁面的水流特性，分别对超疏水壁面、微沟槽壁面的流速发展、雷诺切应力变化以及涡的分布规律进行分析。对Omega（Ω）涡识别方法进行改进，在该方法中引入流速的概念，建立新的ΩM涡识别方法，并采用该方法对近壁面涡结构进行识别，提出液流涡密度定义，定量分析了近壁处不同强度涡的分布，为研究微结构壁面减阻机理打下基础。研究结果表明：在相同雷诺数下，边界层内流速由大到小分别为超疏水壁面、微沟槽壁面和光滑壁面，2种微结构壁面对数律层流速分布与光滑壁面相比明显外移，说明微结构壁面具有减阻效果；雷诺切应力随法向无量纲距离y+的增大而先增大后减小，其中，超疏水壁面雷诺切应力的最大值与其它壁面相比最小；采用ΩM方法对近壁处涡进行识别，发现近壁0.1倍水深内，2种微结构壁面上水流中涡结构以弱涡为主，在0.2倍水深内开始出现强涡；与光滑壁面相比，微结构壁面近壁处水流弱涡的涡密度增加，强涡的涡密度减小，说明微结构壁面抑制了水流中强涡的发展；在3种壁面中，微沟槽壁面的减阻率大于7.60%；超疏水壁面的弱涡涡密度大，强涡涡密度小，减阻效果最好，减阻率大于9.48%。微结构壁面可有效降低水流输运能耗、提高其输运效率。
