随着相控阵雷达的集成化程度越来越高,传统冷却技术已经不能满足其有限空间和高效散热的要求,探索新型高效的冷却方式是亟待解决的问题。微通道流动沸腾换热因其尺度小换热性能明显提升,因此成为相控阵天线热控方式的研究热点。在微通道流动沸腾换热过程中,由于汽泡行为导致的流动稳定性及传热可靠性更为复杂,为了进一步加深两相流动的换热特性研究,弥补现阶段对微通道冷板散热器实验研究的不足,本文主要研究内容如下:(1)矩形微通道流动沸腾换热过程的仿真方法研究。通过对多相流模型和传热传质模型的深入分析,提出了一套针对微通道流动沸腾换热过程的数值仿真方法,并以单根矩形水平微通道为研究对象进行了两相流仿真。重点分析了通道内的汽泡行为(脱离与聚并等动态行为)及流型演变(泡状流、弹状流与拉伸汽泡流)对微通道压降、散热特性的影响,得出了两相流过程中微通道的压降、散热特性规律。(2)微通道冷板散热特性正交实验与两相流实验研究。针对现有实验方案的不足,设计了冷板液冷散热正交实验方案,以32阵及128阵冷板的最高温度与均温性为指标,采用极差和方差分析的方法区分了各因子(入口温度,入口流量与热流密度)的主次顺序及显著性水平。为探究冷板在流动沸腾状态下的真实散热特性,设计了两相流实验方案,构建了针对具有复杂拓扑结构的三维微通道冷板流动沸腾换热过程的稳态数值模拟方法,仿真结果与两相流实验结果匹配良好,最大误差小于10%。(3)微通道冷板随机振动散热特性的实验与仿真研究。振动是产品失效的主要环境因素之一,为确保冷板在随机振动状态下亦能正常工作,设计了冷板随机振动实验方案,搭建了振动实验平台并制定了振动实验步骤。基于振动实验结果分析,得到了微通道冷板在随机振动状态下的散热特性规律。同时利用MATLAB软件和ANSYS Workbench平台,采用热-流-固双向耦合方法对三维冷板在随机振动状态下的温度场与流场进行了仿真,仿真结果很好地解释并验证了实验结论。