撞击流作为一种能显著强化流体混合的手段,近年来在能源、化工、生物等领域中被广泛应用,而在这些领域中所使用流体往往同时具有弹性和粘性。因此研究撞击流反应器内粘弹性流体的流动及混合特征具有重要意义。本文通过实验和数值模拟相结合的方法,系统研究了十字型撞击流反应器内粘弹性流体的流动特征以及结构参数对流动与混合的影响规律。具体内容如下:1.采用平面激光诱导荧光（PLIF）技术对十字微通道内的流动模式和混合特性进行了可视化研究,重点考察了不同聚合物溶液浓度下微通道内流动模式随雷诺数的变化。随着聚合物溶液浓度的增加（0.01%≤c≤0.3%）,流体弹性效应增强,微通道内低聚合物溶液浓度下出现惯性弹性非稳态振荡使得混合进一步增强;而在较高浓度下,通道内出现弹性主导的非稳态振荡,弹性非稳态振荡在韦森伯格数（Wi）和雷诺数（Re）较低时具有周期性特征,随着Wi和Re增大,振荡周期减小且趋于不规则。2.研究了十字微通道纵宽比（AR）和通道尺度对不同性质流体在通道中流动的影响,揭示了不同结构十字微通道内流动模式的转变及混合强化手段。对于聚合物溶液,通道纵宽比的增加使得聚合物分子更易拉伸从而强化流体的弹性效应,当聚合物溶液浓度c=0.3%时,稳态对称流型和弹性非稳态振荡流型之间出现一种稳态非对称流型。当十字微通道尺度增大时,随着聚合物溶液浓度增加,非稳态吞噬流的临界雷诺数增大,较高聚合物溶液浓度下非稳态吞噬流消失。对于6 mm十字通道,加入浓度为0.1%的聚合物溶液也可以达到混合强化的效果;但对于1 cm十字通道,聚合物溶液的加入对混合效果的影响并不大。3.在上述研究基础上,对十字通道内牛顿流体和粘弹性流体的流动进行了数值模拟研究,模拟结果与实验结果基本相符。结果表明,在十字通道内通道纵宽比的减小会抑制吞噬流涡旋结构的形成,使中心涡的涡量和尺度均有所下降,稳态吞噬流的临界雷诺数也随之增加。对于粘弹性流体,当Wi增大到临界值时通道内会出现弹性主导的稳态非对称流型,该流型由较大的拉伸应力和流线曲率共同作用所导致。