滴状流具有薄液膜厚度、低导热热阻、高液膜波动和高传热传质效率等优点,但表面润湿性较差,而微纳结构的应用能够显著提高表面润湿性,有效抑制薄液膜的破裂,减少干区的出现,对于强化滴状流的薄液膜底层流动传热具有重要的意义。本文通过对滴状流流动和传热过程的数值模拟,充分耦合了液滴空间拓扑结构变化,动态铺展特性和蒸发相变过程。本文采用Ansys Fluent 18.0软件对滴状流流动传热过程进行模拟,建立了二维的数值模型,入口Re为54-108,属于层流流动,采用VOF模型来捕捉两相界面,Ψ为3°-60°,采用表面接触角的值与动态接触角模型结合表征不同的管表面结构,通过定量的分析验证模型的正确性。并采用Sharp-interface模型考虑模拟中存在的蒸发相变现象,提高了计算的精度。具体研究了不同Re和Ψ对滴状流流动和传热特性的影响,定量分析了滴状流拓扑结构变化全过程、液膜覆盖率、铺展速度、膜厚和液膜内传热系数等的变化规律。模拟结果表明,微纳结构表面滴状流降膜过程中液滴经历了“液滴生长-空中拉伸-断裂-液桥收缩-撞击-管外铺展-底部汇集-再次生成”等一系列复杂的拓扑结构变化。在Ψ较大的表面,低Re时液膜最薄处容易发生断裂回缩现象,使液膜覆盖率出现周期性波动,且液膜铺展速度受到抑制。稳定状态下,滴状流周向膜厚在管子顶部最大,随后逐渐降低在120°附近达到最小值,在管子底部由于液滴的形成膜厚增加,且稳定状态时膜厚受Ψ的影响较小。液膜内局部传热系数在管子顶部达到最大值,沿着周向方向缓慢下降,在管底部迅速降低,在Ψ为3°的表面上平均传热系数达到Ψ为60°表面的1.8倍。管子顶部受到液滴撞击引起的扰动作用较大,因此管子顶部的对流传热强度较大,且在本研究的工况下对流传热强度随Re增大而增大,随着Ψ减小而增大。