流动聚焦结构下制备的单一微液滴或复合型微液滴、气泡、颗粒及胶囊,在医药、材料、化学、食品科学与生物科学等领域具有重要的应用背景。流动聚焦为一种典型的毛细流动现象,其原理之一为从毛细管流出的流体经过小孔形成稳定的锥射流结构,射流会在下游由于界面的不稳定而破碎形成单分散性微液滴;其原理之二为微通道内入流的流体被另外一微通道入流流体挤压断裂或界面失稳而破碎成液滴。研究者对入流相毛细管施加振动激励不仅能保证液滴物性,同时也能改善无附加场的不足,如:液滴的大小、成形频率以及复合液滴的几何结构都难以被精确控制,但前人施加振动激励的方法不能保证分散相在成形的过程中充分混合,基于此,对微通道内部施加全域振动激励来开展研究也有着其实际应用价值。(1)本文通过实验验证了无振动激励和有振动激励工况数学模型数值计算的有效性。基于此,利用数值模拟统计了无振动激励下两相不同流速比、黏度比下的分散相流型,从统计的工况中选择了不同工况下典型的七种流型:滴流、射流、脉动流、柱塞流、卫星滴流、气泡滴流和混沌流。(2)对选定的七种流型在激振方向为X和Y时的不同振动频率、振幅的工况下进行数值计算,分析了在低频振动激励(30Hz、160μm)下流型演变过程;接着对此工况数值计算结果从速度云图和统计的不同时刻下特定区域速度曲线得到液滴断裂成形、未断裂分散相流型的速度变化;进一步的研究了高频振动激励工况(480Hz、160μm)下十字型流动聚焦中液滴断裂成形过程,从惯性力与黏性力相对大小的角度对振动工况下成形液滴的过程进行了分析,以上对不同工况下的数值结果从量化的角度进行分析,对理解不同流型在振动激励工况下的演变过程提供了参考。(3)统计分析了所有振动激励工况下断裂成形液滴的面积、成形液滴的分散性和单分散性液滴成形频率,统计的结果从量化的角度显示不同流型在激励工况改变时的成形液滴有效性;统计分析对工程应用中选择何种尺寸的成形液滴和工况提供了较为实用的参考。(4)对所有激励工况下的分散相流型转变与液滴断裂方式进行了数值研究,在两相黏度比不变,流型转变时两相的韦伯数(We)在大小不同时,特定流型会因为量化惯性力/黏性力大小的We改变其分散相流动状态和断裂方式会存在差异;当两相黏度比变化(分散相黏度增加),射流流型下流动状态和液滴断裂成形方式会因为分散相黏度的变化而改变毛细数(Ca),且Y激振方向下的变化情形比X激振方向多。