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微通道由于其尺度特性已成为国际前沿研究的重点课题,它已经广泛应用于能源动力、化学工业、生物医药等领域。相对于常规气泡生成方式,微通道内气泡、气塞的形成具有独特的特性,生成具有规律性,且气泡生成频率高,现已得到广泛应用。从当前的研究方法来看,传统的实验由于测试手段限制,只能对生成现象进行量化描述定性分析;而数值模拟方法则可以对流动过程中的物理现象进行详细的求解和分析,是对实验研究的很好补充手段。微通道内气泡生成机理受到通道几何尺寸、流体流动边界条件、流体物性等多种因素影响,过程非常复杂。在同向流动型微通道、T型微通道和汇流型微通道中,通道的几何形状对界面形状有限制作用,已有研究者对其生成机理做出了一定的总结。但垂直入口型微通道在气泡生成时,气液界面形状随流动情况发生自适应变化,流体流动受界面影响较大,更为复杂。本文利用VOF数值方法,研究了垂直入口型微通道内气泡、气塞的生成过程。通过对几何模型简化研究、网格尺度敏感性分析、求解控制参数设定研究及求解模型的选择分析,获得了精确模拟垂直入口型微通道气液两相流相关数值方法的经验,得到了适合的数值计算模型,同时将模拟结果与实验结果进行对比,验证了计算模型的可靠性。通过数值模拟结果分析对垂直入口型微通道内气泡、气塞的生成机理进行了详细研究:针对流型图中的泡状流,分别选取低、高气液流量比两种情况,对气泡生成过程进行了分阶段分析,得到影响气泡生成的最主要因素为液体对气液界面的剪切作用;针对流型图中的塞状流,选取相同气液流量比、不同流速情况,对气塞生成过程进行了分阶段分析,得出气塞生成的主要因素为液体对气塞颈部的推动。