微乳液是一种连续相中离散大量互不相溶离散微小液滴所形成的多相体系，其在食品、化妆品、医药、材料等各个行业中都有着广泛的应用。在实际工程操作中，液滴通常会在周围连续相外流场的作用下被动地出现位移、形变、破碎等一系列复杂的流体动力学行为，进而影响到相关工艺效率与质量控制。因此，如何实现微乳液体系中液滴动力学行为的精确、灵活操控是亟待解决的问题。对此，将电场主动控制施加于常规流场操控液滴过程，能够为实现微乳液液滴更加高效及精密的调控提供一种有效手段。因此，准确掌握电场与剪切流场耦合作用下液滴的流体动力学行为机理和规律，不仅能够为工程实际中液滴操作工艺流程的控制以及优化提供必要的理论基础，也将为进一步促进自由界面多相体系流体动力学行为调控理论的丰富和完善。
　　本文设计并搭建了均匀直流电场中液滴动力学行为的可视化实验平台，研究了RS<1（RS为电导率比与介电常数比的乘积）情况下均匀直流电场下的液滴非稳态演化过程及其动力学行为，阐释了液滴变形和旋转行为的内在机理，量化分析了不同动力学行为模式下的形变参数变化特性，并讨论了不同条件下对液滴变形特性的影响规律。再者，建立了电场与剪切流场耦合作用下不可压缩单液滴动力学行为理论模型并开展了数值模拟工作，揭示了两场共同作用下单液滴形变、倾斜等非稳态动力学行为机理，讨论了不同电场类型及不同电参数对于剪切流场中液滴形变以及偏转角度的影响规律，为实际工程中液滴操作工艺流程的控制以及优化提供必要的理论基础。主要工作和相关结论如下：
　　（1）搭建了高速显微镜实验平台，通过实验观测了受均匀直流电场作用的硅油液滴在蓖麻油中的动力学行为。实验结果表明，在直流电场作用下，蓖麻油中硅油滴的动力学行为可分为四种模式，即：泰勒变形，斜向旋转，周期性振荡和断裂。上述模式的转变随着电场强度的增加而发生，但是，周期性震荡模式并不是必然发生的行为。
　　（2）在泰勒变形阶段，通过将实验得到的液滴变形度与泰勒理论值的对比，发现电毛细数较小时，液滴在电场作用下形变程度实验数据与Taylor理论预测值吻合良好，而当电毛细数大于一定值后，实验数据开始与理论值产生偏差，且内外流体粘度比不一致时，与理论值的背离程度也不同。这是由于Taylor模型中忽略了电荷对流对液滴变形的反向抵抗作用。电场强度E0 越高，液滴粘度 μ2越低，电雷诺数 ReE就越高，电荷对流流动的反向抵抗作用就越强，会导致硅油液滴的扁圆变形度比理论值小。此外，实验结果表明：当达到稳态条件时，在泰勒变形阶段，外界电场对于液滴的影响只是使其发生了变形，但不会引发旋转，且粘度比和初始尺寸相同时，电场强度越强，液滴稳态时的形变程度越大。斜向旋转模式下，液滴稳态时的旋转角度随着电场强度的增大而增大；在粘度比和初始液滴尺寸相同时，电场强度越高，液滴初期变形度越大，但当液滴开始旋转后，液滴变形度会有一定程度的降低，且电场强度越大，降低的程度越大。因此，在稳态条件下，液滴的变形度不一定随着电场强度的增大而增大。
　　（3）通过实验测量得到了泰勒形变模式向斜向旋转模式转化的无量纲临界电场强度Ec及斜向旋转模式稳态条件下液滴的倾斜角α。对其分析发现，无量纲临界电场强度Ec与内外流体的粘度比和液滴直径均成反比关系。斜向旋转模式稳态时液滴的倾斜角α与液滴直径及电场强度的大小有关。当液滴尺寸相同时，电场强度越高，稳态时倾斜角越大；当液滴尺寸较小时，倾斜角随着电场强度而缓慢变化，在液滴破裂前，可施加的外电场电场强度越高，则倾斜角越大；此外，实验表明，液滴初始直径越大，其旋转情况越接近于刚性球体旋转理论所得的理论值。
　　（4）通过电场-剪切流场耦合作用下的液滴动力学行为数值模拟结果与实验结果的对比，验证了所建立模型的可靠性。在此基础上研究了电场对剪切场中液滴形变动力学行为的调控作用，结果表明：在RS>1条件下，施加电场会使得液滴形变度和倾斜角的增加；当RS<1时，施加电场使得液滴变形度增大，且作用效果要高于 RS>1 的情形，但相对于单一剪切流场，倾斜角减小。同时，在保持毛细数不变的条件下，探讨了电毛细数及RS值对液滴形变的影响规律： RS>1时，液滴变形度和倾斜角随着电毛细数CaE的增加而增大，且RS越大，液滴的形变度和倾斜角越大，同时，电场强度的增大会放大 RS 值对形变度及倾斜角的影响差异；RS<1时，液滴的形变度随着CaE的增大而增大，但是液滴的倾斜角则随着CaE的增大而减小，且RS越小，液滴形变度越大，倾斜角越小，电场强度的增大，电场强度的增大会放大RS值对形变度及倾斜角的影响差异。