旋转圆盘流动是一种十分重要的基础流动,构成了许多圆盘式流体机械中介质流动的理论基础,在能源、航空航天、车辆、医疗及化学等领域有着广泛的应用。在湿式离合器、液粘调速器等关键传动部件中,油液与盘式结构间发生力和热的复杂相互作用,直接影响到车辆传动系统的传动效率和可靠性。将湿式离合器等部件中的油液流动简化为旋转圆盘流动这一基本的流体力学问题,对圆盘间的流体流动与传热规律进行研究,构建出一套研究这圆盘式机械中流动和传热的基本方法,能够为进一步提高传动系统效率和优化润滑系统设计提供理论基础。首先采用流动可视化方法,对旋转圆盘系统气液两相流流型进行了实验研究。搭建流动显示试验台,直接获得了各工况下的气液两相流流动结构,并将其划分为几种典型的流型。详细讨论了各流型阶段的流动特征,对气液分层流的含油率和两相分界面变化进行了细致分析,得到了其参数影响规律。从流体动力学角度分析了流型产生原理,综合实验数据提出了表征流型转变特征的无量纲参数,绘制了辨别流型转变的Map图。在实验获得的两相流场典型流型的基础上,提出了适用于圆盘系统气液两相流动的数值模拟方法,采用VOF模型对两相流动进行了仿真研究。将数值计算结果与实验结果进行对比,细致地分析了圆盘间隙流场内气液两相流的气液分布、速度分布、流线及两相界面形貌等流动细节。建立了气液两相流传热模型,分析了系统在两相条件下的传热规律,探讨了局部努赛尔数及平均努赛尔数变化规律及其参数影响规律。研究了圆盘贴合(圆盘间隙为零)工况下的旋转圆盘系统传热特性,建立了考虑固体域和流体域耦合传热的系统耦合传热仿真模型,并开展实验对数值计算模型进行了验证。得到了系统温度随时间变化规律,分析了系统内温度场分布特性,在此基础上,探讨了供油流量、圆盘转速和沟槽数量等因素对系统温度变化的影响规律。