随着电子信息产业迅速发展,传统风冷式散热技术已经无法满足散热需求,新型散热技术如微通道多相流冷却、热管、喷雾、射流等得到越来越多的重视。微通道两相流,尤其是Taylor流,传热特性好,稳定性强,因而具有广阔的应用前景。本文针对圆形微通道内Taylor流进行了系统的仿真模拟。整个研究分为三个大部分:绝热条件下Taylor流仿真,Taylor流无相变传热仿真,Taylor饱和流动沸腾仿真。对于绝热条件下Taylor流,主要研究液膜厚度,流场和压降等的变化规律。无相变传热条件下,则主要分析温度场、流场和换热性能的变化规律。而在饱和流动沸腾条件下,仿真模型分为单汽泡和多汽泡Taylor流两类。其中,单汽泡Taylor流主要研究相变过程中不同工质,不同条件下汽泡运动特征,管道内流场以及温度场,传热系数。多汽泡Taylor流主要研究热流密度,质量流速、管道直径,液柱长度等参数对汽泡运动特征以及传热性能的影响。研究结果表明:(1)绝热条件下,对于气-液Taylor流,ALE仿真模型测得的液膜厚度与实验数据吻合很好。仿真结果证实了当Ca较大的时候惯性力对液膜厚度的影响需要予以考虑,液膜厚度随着雷诺数的增长先降低后增大;对于液-液Taylor流,当Ca较小的时候,次相的粘度以及惯性力对液膜厚度影响可以忽略不计。但当Ca较大的时候,次相与主相的粘度比以及密度比对液膜厚度影响较大。其他条件不变,粘度比以及密度比越大,液膜越厚。当Ca较大时,液-液Taylor流的流线与气-液Taylor流有所差异。(2)无相变传热条件下,当壁面予以恒热流密度时,仿真结果显示,流体平均温度和局部努塞尔数在恒液膜区域内达到最高。而当壁面予以恒温时,汽泡尾部的壁面热流密度达到最高。漩涡的存在大大提高了Taylor流的传热性能。计算得到Taylor流的平均努塞尔数为单相流的2.25倍,证实Taylor流的传热能力远远高于单相流;(3)饱和流动沸腾条件下,仿真结果显示,气液界面发生相变过程后,汽泡加速向下游膨胀。在低热流密度下,汽泡头部速度以指数形式增长。在汽泡尾部液柱区域,单汽泡模型中壁面换热系数达到单相流的1.25倍。液膜蒸发对整体换热性能影响很大。入口流速增大会提高液膜厚度,使得壁面换热系数降低;在不考虑热流密度对汽泡成核频率的影响的前提下,随着热流密度增大,平均换热系数有所下降;液柱长度降低,汽泡临近效应使得液膜变薄,壁面换热系数大大提高;随着管径增大,壁面换热系数下降。