基于能源和环境的可持续发展需求,激发研究者关注高性能换热设备。由于结构简单、成本较低和高效热量传输等突出优点,作为一种新型的换热设备,闭合型脉动热管在太阳能集热和集成电路元器件冷却等领域具有广泛的应用前景。本文在闭合型单回路脉动热管的研究基础上,提出了不同弯曲结构(肘形和圆形结构)蒸发端和冷凝端的脉动热管。本文采用VOF多相流模型模拟流动,采用表面张力模型(CSF)考虑两相界面力作用,基于湍流作用采用双方程湍流模型,基于相变导致的热、质交换引入用户自定义函数法(UDF),并对四种不同结构的单回路脉动热管进行了数值模拟。根据脉动热管内不同时刻的工质体积分布云图,分析了四种单回路脉动热管管内气液两相流型及分布的特点。对四种单回路脉动热管的蒸发端短及冷凝端热通量进行快速傅里叶变换,分析了肘形和圆形结构对脉动热管的启动时间和振荡频率的影响。本文还探究了四种多源热场单回路脉动热管的脉动流动规律,并与单回路脉动热管的振荡频率、两相流型及分布进行了对比分析。研究结果表明,脉动热管的肘形结构对工质流向变换和流动变形等流动特征有重大影响。蒸发端管内“局部流向变换”和“滞止”现象的发生是由于液塞流向尺寸变大造成的,而汽塞聚合和流动变形是冷凝端内的主要特征。与圆形结构相比,肘形蒸发端的单回路脉动热管启动时间变短,平均换热系数更高,达到1477W/(m2·K)。根据蒸发端换热功率的频谱分析,四种单回路脉动热管的特征频率均为0.38Hz。由于汽塞聚合和汽塞流向尺寸变化,冷凝端换热功率的特征频率各不相同,说明冷凝端结构对脉动热管流动流型影响更为明显。根据换热功率的标准方差分析,多源热场对换热均匀性和脉动特性有积极影响;由于不连续的热源场,带有圆形冷凝端的单回路脉动热管发生“局部流向变换”和“滞止”等现象的频率明显降低。