随着激光技术、计算机技术、图像处理技术和摄像技术的不断发展，PIV技术在环境水力学方面得到了迅速的发展和提高。本研究基于流体可视化测量技术，采用回归相关PIV法（RCC-PIV）法获得高空隙率条件下气液两相流中气泡的运动速度,用图像处理的方法获得空隙率在气泡羽流中的二维分布。然后用频谱分析法探索气泡羽流中心在不同水深处运动的时间和空间上的结构特性及气泡流动的不稳定特性问题。同时在气液两相流中,研究了水中气泡在上升过程的影响因子，将气液两相的速度考虑到气泡迁移运动方程的阻力系数中，使用逆解析获得的液相速度，与泰勒-格林涡和E-E模型中的速度进行互相关校验，并与前人所做研究进行了对比,逆解析得到的液相速度场的精度有所提高。 

      （1）建立气液两相流模型实验装置，构建了摄像范围可覆盖整个装置的高速数码数字（CCD）摄像机光路与测量方法，实现有效的定量测试；探索研究分散相（气泡）大小、孔隙率（voidfraction）、曝气强度、实验装置纵横比等结构参数诸因素及其耦合作用对气液两相流全流场的瞬时速度分布、涡量、紊流强度的影响规律等；

     （2）在实验研究的基础上，进一步研究不同分散相空隙率、实验装置纵横比等影响气泡羽流在曝气池的流动形态的因素；研究可忽略升力影响的临界条件下分散相的运动方程，编制逆解析的数学模型，采用Taylor-Green 涡流、Eularian-Eularian 模型验证数学模型的可靠性。

     （3）基于实验的基础上，采用的直接光源法得到清晰地整个流场中分散相的图像，通过图像处理，测定了局部平均灰度图像与投影空隙率的相关曲线，获得气泡羽流空隙分布。计算气泡羽流在不同水深处的中心振动频谱和气泡得波动频谱分析气泡羽流运动的详细的时间和空间结构特性及气泡流动的不稳定特性问题。