水下小孔气泡生成现象作为重要复杂的气液两相流动问题,广泛存在于化学、化工、能源、航空航天等领域。近年来,随着污水处理、生物制氢以及甲醇燃料电池流道内的气液两相流动的传输传质研究工作的逐渐开展,水下气泡生成的相应研究受到高度关注。在实际应用中,气泡生成现象会发生在各个环境,随着各个边界条件的不同会有着不同的动态行为,因此有必要展开相应的研究及对比分析各边界条件对其产生的影响。本文主要通过实验与数值模拟结合的方法对气泡生成现象进行研究。其中本文的工作和研究内容主要包括:(1)搭建一套实验平台,其中包括水槽和支架、高速摄影仪、质量流量控制器、气体压缩机及连接管路等,实现气泡生成现象的可视化;(2)根据质量流量控制器的量程改变进口气体流量大小,观察到气泡生成区制随进口气体流量的增加依次经历了单周期、双周期、三周期和混沌区制,并采用相应的数值模拟来辅助分析;(3)对毫米量级孔口气泡生成现象进行数值模拟计算,在与已有实验结果吻合的基础上,分别改变进口气体流量、气泡底部静态接触角、气液间表面张力系数和液体密度,观察模拟中气泡动态行为的变化,通过对多个工况进行数值模拟计算,分析比较计算数据并归纳总结相应变化规律;(4)采用相同的思路和方法,对微米量级孔口气泡生成现象进行数值模拟计算,得出各边界条件对其动态行为的影响,并与(3)中相关结论进行比较。本文作为毫米量级孔口气泡生成现象研究的基础,通过实验与数值模拟方法较为系统的研究了各边界条件对其动态行为的影响;最后数值模拟的计算结果吻合了文献中微米量级孔口气泡生成现象的相关数据,并系统得出了各边界条件对其产生的影响,这为深入理解气泡生成现象及后续的研究工作打下了一定的基础。