沸腾换热在较小的温差下即可以实现高效的热量传递,因此沸腾传热被广泛应用于电子元器件、核聚变反应堆等各种工业设备的冷却,具有极为重要的工业应用价值。然而,由于沸腾现象本身的复杂性,目前对于其机理及传热特性的理解仍十分不足。因此,对于沸腾传热机理的研究对于其应用具有重大意义。自上世纪60年代以来,国内外研究人员已通过大量实验证实沸腾过程中气泡底部与传热面之间存在一层微米厚度液层(微液膜),然而关于微液膜具体结构及其蒸发特性的认识仍不充分。虽然采用现有的实验测量方法得到了部分透明传热面上微液膜厚度的研究成果,但也仅限于较低的低热流密度条件,高热流密度条件下微液膜结构和蒸发特性的研究罕见有报道;特别是对于铜、不锈钢等常见的非透明金属传热面,现有的光学测量手段则无法提供沸腾传热面上微液膜的可视化研究结果。本论文基于VOF法,分析不同传热面上微液膜的蒸发特性以及高热流密度下微液膜的结构变化与蒸发特性,主要工作包括以下部分:首先,基于微液膜结构的实验结果,本文利用文献中的计算方法与模型进行四种不同材质传热面的模拟,分析传热面热物性对于微液膜蒸发特性的影响。结果表明,在微液膜区域,由于微液膜蒸发带走传热面上一部分热量,传热面过热度较初始过热度有一定程度上的下降,然后在干涸区域,传热面的过热度又回升,且导热系数高的金属传热面上过热度下降的极小值高于导热系数低的玻璃传热面。此外,传热面的导热系数越高,微液膜的蒸发量越高。最终,微液膜蒸发量占总蒸发量的比例大约在40%到70%。其次,由于现有程序计算中微液膜和气泡连接处的视觉接触角依赖于实验数据,限制其在无实验观测数据条件下的计算。本研究基于连接处的受力分析将上述计算方法进行改良,使视觉接触角无需依赖实验结果。然后对改良后的程序进行了验证性计算,与原有结果基本一致,之后基于上述改良后的程序进行了高热流密度下的微液膜沸腾模拟,分析在高热流密度下微液膜结构的变化。结果表明,高热流密度下微液膜的干涸速度大于低热流密度下微液膜的干涸速度,其微液膜区域的存在时间小于低热流密度下微液膜区域的存在时间。