随着科学技术的发展,微通道换热技术不仅进军了汽车空调、家用空调、空气能等行业,而且在航空航天、化学生物工程等运算性能要求较高的微电子领域也有巨大的发展前景。基于此,本文利用格子Boltzmann方法模拟微通道内气体的滑移效应,粗糙微通道内粗糙元的几何形状对流动阻力的影响以及微通道内气-液两相分离现象。本文首先介绍了LBM演化方程、边界条件设置、多相流模型以及稀薄气体弛豫时间的设定和滑移边界条件的设定;利用不同的二维LBM模型,验证了LBM模拟流体流动换热规律的准确性,为接下来的进一步研究奠定了基础;采用压力驱动边界,模拟微通道内气体的流动情况,研究微尺度条件下,通道内压力分布和宏观压力分布的不同及Kn和进出口压力比P_io对压力分布的影响,发现微通道内压力为非线性分布,明显不同于宏观大尺度通道内的压力分布;研究粗糙微通道内粗糙元的几何形状对流动阻力及换热的影响,发现粗糙微通道的泊肃叶数Po明显大于光滑通道,粗糙元密度为0.5的模型的换热能力明显低于其他两种模型,随着相对粗糙度的减小,微通道内的换热能力增强;研究微通道内气-液两相的分离现象以及系统初始密度对分离现象的影响,发现流场内液滴和气泡的形成与初始密度的大小有关。