微通道换热器具有结构紧凑、耗材少和高效传热等优势,广泛应用于电子芯片、太阳能集热板和航天设备等领域。而电子设备日益增加的热负荷和能耗使表面温度不断升高造成损毁。因此,深入探究微通道沸腾换热机理对提高散热器传热效率、改善电子设备性能有着重要意义。本文以圆柱型微肋阵微通道散热器为研究对象,基于VOF模型并耦合传质模型、表面张力模型对微通道内流动沸腾换热进行数值模拟,获得了相场、速度场及温度场分布,研究分析微柱高度、入口流速和热流密度对沸腾传热特性及沸腾不稳定性的影响。同时,微柱间的汽泡运动行为及局部换热特性对微肋阵微通道换热器的散热性能有较大影响,因此,对微柱单元胞内流动沸腾换热过程也展开深入研究。通过数值计算获得微柱单元胞内汽泡速率及尾流区汽泡横向直径变化,进而分析汽泡运动特性对流动换热过程的影响;并通过计算传质速率M、局部努塞尔数Nu和平均努塞尔数Nu,研究分析微柱高度、入口流速和热流密度对微柱单元胞内传质过程及换热性能的影响规律。主要研究结论如下:（1）圆柱型微肋阵微通道内汽泡流型沿流动方向发生变化,由小汽泡核逐渐向塞状拉伸大汽泡过渡,换热面温度也沿流动方向逐渐升高。随着入口流速和微柱高度的增大,流道内塞状汽泡逐渐减少,加热底面处整体流速逐渐增大,加热面高温区域面积缩减;而随着热流密度的增大,塞状汽泡体积增大,汽液界面处流速增大,加热面高温区域面积扩大。（2）随着入口流速的增大,圆柱型微肋阵微通道内含汽率K逐渐减小,沸腾换热系数h逐渐增大,换热能力增强,同时压降ΔP也随之增大,压力波动较大,这使得换热器可靠性降低;随着热流密度的增大,平均含汽率K和ΔP增大,平均沸腾换热系数h呈现先增大后减小的趋势,并在热流密度q=200kW/m2达到最大值,换热效果最佳;随着微柱高度的增大,K下降,ΔP升高,而h先增大后减小再增大,呈“N”型变化趋势。综合考虑微通道换热器换热性能和不稳定性,在质量流速为450～500kg/（m2·s）,热流密度为150～250kW/m2,微柱高度为0.025～0.075mm之间较为适宜。（3）微柱单元胞内微柱后方存在尾流区,流速较小,易积聚汽泡,降低换热效率。随着入口流速的减小以及微柱高度和热流密度的增大,尾流区汽泡体积增加;随着入口流速和微柱高度的增大,换热底面处流速增大,换热面高温区域面积减小,且高温过热点主要集中于微柱周围及尾流区,换热能力提高;随着热流密度的降低,换热面高温区域面积也随之减小,换热性能增强。（4）微柱单元胞内汽泡出现生长、聚并、滑移及停滞等多种现象。汽泡生长和停滞时,汽泡滑移速度为0m/s;聚并时,汽液界面处速度骤升;汽泡滑移时,速度在一定范围内波动,且随入口流速和微柱高度的增大而增大;尾流区汽泡横向直径dL随热流密度和微柱高度的增大而增大,随入口流速的增大而减小。（5）局部努塞尔数Nu沿流动方向呈“W”型变化趋势,微柱位置处Nu明显高于水平面处。随着入口流速、热流密度和微柱高度的增大,微柱单元胞内传质速率M、局部Nu和平均努塞尔数Nu逐渐增大,沸腾相变更剧烈,换热效果显著提高。