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随着新兴的MEMS技术不断发展,电子器件的特征尺寸逐步进入亚微米量级。高性能IC芯片由于空间热流密度不均而形成的局部热点提高了芯片的最高结温,严重地降低了电子设备的性能和可靠性。两相流微通道散热器可以有远超100W/cm2的散热效率,而且具有更好的温度一致性、更小的体积和更少的冷却剂用量等优点。为了进一步加深对微通道内两相流动换热特性的认识和弥补实验研究方式的不足,对微通道两相流动展开数值仿真研究具有十分重要的意义。本文在分析了微尺度效应和流动传热基本理论的基础上,围绕微通道内两相流动的换热特性,主要完成了以下几方面的内容:(1)与之前使用实验方式研究微通道两相流现象不同,本文主要考虑采用数值仿真方法对微通道两相流动现象进行研究,提出了一套针对微通道内流动沸腾现象的数值仿真方法。仿真方法考虑到了微通道内的低雷诺数效应和相变过程质量转移,可以较为真实地仿真微通道两相流动的换热和压降特性。(2)在提出微通道流动沸腾数值仿真方法的基础上,对微通道内两相流动换热特性展开仿真研究。主要针对入口速度、制冷工质、微通道的几何形状参数等因素设置参照进行数值仿真,依据仿真结果研究其对两相流动换热特性的影响。(3)为了对流动沸腾数值仿真结果进行对比分析,成功设计加工了微通道两相流动实验系统,解决了小体积大功率热源模拟,实验装置的组合设计和结构密封难题。为微通道两相流动实验设计了标准实验步骤,对微通道流动沸腾过程中的温度、压力数据进行了采集和分析。实验结果表明,数值仿真方法对微通道两相流动过程的仿真与实验数据较为吻合,验证了微通道数值仿真方法的有效性。