热管凭借其优良的导热性、等温性能、工作稳定可靠等优点,成为备受关注的传热元件之一,被普遍应用于运输、建筑和电子等众多范畴。由于其传热机理复杂,整个传热过程包括蒸发、冷凝的相变换热与气液两相的流动,迄今为止,对于热管内的流动与传热过程的细节特征和物理机制仍缺乏充分的认知。目前,采用数值仿真方法已经成为研究热管传热机理和内部工质的流动过程的一种有效方法。借助于这种方法,可以捕捉到热管内的二相介质的流动细节和传热特性,并了解其传热特性及其机制,从而可为热管在各种运行工况下的传热性能提供较为可靠的预测,也可以为热管的设计和应用提供重要的参考依据。本文以重力热管为研究对象,建立仿真模型。分析多相流模型、蒸发冷凝模型、差分格式对重力热管内气液两相流动和换热机理的影响。在此基础上,对常规尺寸热管（厘米级）和微小尺寸热管（毫米级）两类热管的流动特征与传热特性进行数值仿真和对比分析。主要研究工作及结果如下:（1）建立毫米级数值仿真模型。运用VOF、混合及欧拉三种多相流模型,对热管的壁温、热管内流动现象进行分析。结果表明,欧拉模型适于壁温预测,而VOF模型适于捕捉热管内复杂流型,混合模型适于监测分布广泛的离散相。（2）采用现有多种蒸发冷凝模型进行仿真应用和分析。研究发现,本文所运用的三种蒸发冷凝模型均能够准确预测热管的壁面温度;运用自定义蒸发冷凝模型（UDF）进行数值模拟,能够清晰地观察热管内的流动过程。（3）对显式和隐式差分格式应用于热管流动及传热过程仿真的数学特性及物理机制进行分析比较。结果表明,运用显式差分格式进行数值模拟,能够清晰地观察到热管内的流动过程;运用隐式差分格式进行数值模拟,能够准确预测热管的壁面温度,捕捉到附壁液膜与液滴,但计算时间长。（4）对微小尺寸热管（毫米级）与常规尺寸（厘米级）两类热管的流动与传热特性进行数值仿真和对比分析。了解到微小尺寸热管的流型复杂多变,而常规尺寸热管的流型以泡状流为主,热管的均温性随管径的增加逐渐变好,截面含汽率随管径的增加先减小后增加。