啮合异向双螺杆挤出机具有物料强制输送、物料停留时间窄、自洁性好、物料受剪切作用小等特点，由于人们对其混合理论的研究的欠缺，使其在物料混合方面的应用受到限制。因此，为提高异向双螺杆挤出机的混合能力可以引入新型混合元件，以让异向双螺杆挤出机得到更广泛的应用。本文第一部分是在熔体输送段的机筒上引入销钉，通过对常规螺纹元件和在机筒上引入不同个数、不同排数和不同间距的销钉后的元件流道进行三维等温流场的模拟与分析。通过粒子示踪法对流场的动态模拟计算及其统计学后处理，得到了停留时间分布和最大剪切速率分布等与混合元件混合能力有关的统计学结果。结果表明：在机筒上引入销钉后的元件比常规螺纹元件有更好的分布和分散混合能力。第二部分则是在熔体输送段引入VCR元件，通过对常规双头螺纹元件、三头元件和VCR元件流道进行三维等温流场的模拟与分析。通过对流场流动状态的模拟计算，得到了与分散混合及输送能力相关的剪切速率场和压力场；通过粒子示踪法对流场的动态模拟计算及其统计学后处理，得到了停留时间分布和最大剪切速率分布等与混合元件混合能力有关的统计学结果。模拟结果表明：常规双头螺纹元件分散混合能力最强，常规三头螺纹元件次之，VCR元件最弱；而VCR元件分布混合能力最强，常规三头螺纹元件次之，常规双头螺纹元件最弱。通过对第二部分的实验研究表明：实验所得混合元件的分布和分散混合能力对比关系与模拟结果基本一致，说明本文所用的数值模拟分析方法可以用于新型混合元件的设计与分析。