本文采用Front-tracking方法建立两相流计算模型,充分利用该方法能够精确处理相界面以及表面张力计算简单的优势,对温度场与流场耦合以及电场与流场耦合下的多相流动特性进行了研究。首先,研究了气泡在内置收缩结构的通道中的热毛细迁移规律,结果表明:当管内有收缩阻碍物存在时,气泡的迁移速度将会受损。为了量化阻碍物对气泡迁移速度的影响程度,文中定义了无量纲参数α作为影响系数来表征该结构对气泡迁移的影响,发现无论在二维还是在三维的情况下,影响系数α都会随着Ma的增加而增加;然而,影响系数α随着Re数的变化情况在二维和三维的数值模拟结果中却不一致,二维时,影响系数随着Re数的增加而逐渐增加,三维时反之。虽然气泡都是可变形的,但当管道收缩部分宽度大于气泡直径大小时,Ca数的变化并不会对影响系数的大小产生明显的影响;当收缩尺寸过大,以至于气泡受到壁面挤压时,Ca数的增加会使得气泡更加容易通过收缩部分;此外,研究还表明,收缩结构对气泡迁移的影响在二维结果中表现的比三维时更加明显;同时,管道收缩结构尺寸的增加会使得影响系数α发生较大改变;并且,较大的收缩结构会使得影响系数对流体参数的变化更敏感。本文还研究了电场力时对接近于圆形的液滴在管道内发生湍流时的集结作用,研究结果表明:当通道内不含电场时(Mn=∞),在流动趋于稳态时液滴均集中聚集在通道中央,且流动状态参数与单相湍流流动类似;当通道壁面施加一个相对较弱的电场力后,大多数液滴都被电流体效应产生的粘性流动吸引到壁面附近,使得壁面处流动速度降低,通道的实际有效流动区域减小;当进一步增加电场强度后,也既Mn=0.05时,由于更强的电场力的极化作用,液滴上下两端产生相反的极性较强,此时液滴之间互相吸引力的作用大于电流体效应产生的粘性流动作用,因而通道中间的液滴略微的增加,附着在壁面附近的液滴数量相应减少;当Mn=0.007时,此时电场强度足够大,液滴之间受极化作用会产生了更强的吸引力,此时液滴相互首尾相连并横跨上下壁面形成链状结构,但是这些液滴链并不始终稳定,当流体驱动液滴链与链互相靠近时,液滴链开始周期性断裂开;此外还观察到,当电场强度逐渐上升时,壁面附近的平均剪切力也会相应增加;当Mn=0.007时,观察到两个数值稳定流动状态,第一个数值稳定状态发生在液滴互相吸引至生成几个液滴链后,此时壁面的剪切力相对较高并且整个结构相对稳定;然而,在流体推动液滴链移动且互相靠近使得液滴链不稳定后,此时流动进入第二个数值稳定状态,壁面附近的剪切力也以一个较大的振幅来回震荡;值得注意的是,当Mn=0.007时流场也相对均匀,边界层变薄,意味着此时整个系统的有效粘度有所增大。总之,本文针对Front-tracking方法的理论基础以及其在多相流动数值模拟发展进程进行了详细介绍。深入的研究了该方法下热-流耦合及电-流耦合的实现手段,并讨论了温度场及电场对通道内的多相流动过程的影响。