随着电子元件的快速小化和高密度集成化以及随着而来的功率密度的增加，用于电子元件散热的传统空气冷却方法或者单相液体冷却的技术不能满足小型设备的散热要求。众所周知，带有相变的传热效果要远远优于没有相变的传热模式。沸腾传热作为最有效的相变传热方法之一在近几十年来一直被广泛研究。而核沸腾、过度沸腾、池沸腾以及膜沸腾四种沸腾机制有着不同的传热原理，就单个核沸腾的物理机制就非常复杂，因为涉及气泡的成核、生长、聚集以及离开的过程，在不同过程中对传热有着不同的影响，分析每个过程的传热机制，为今后生产过程中强化传热做理论指导。　　本文以微加热器加热表面的实验为仿真对象，利用数值模拟的方法研究了传热表面结构变化对气泡的形成过程及其运动规律。本次数值模拟研究了圆柱形单孔腔、多孔腔以及V型孔腔在沸腾过程中形成气泡的全过程以及外界因素对传热的影响。通过数值模拟得到以下结果：　　（1）通过对单个圆柱形孔腔气泡的生长过程的数值模拟发现，在气泡核形成的初期传热系数最大；随着气泡的长大传热系数逐渐减小；气泡逐渐长大到一定体积会离开加热表面，此时传热系数达到一个极大值；在脱离加热表面的气泡逐渐生长，传热系数会减小此时最小的传热系数也会大于在气泡形成过程中传热系数的最小值；当气泡长大到一定程度，气泡会完全脱离加热孔腔，此时的传热系数再次达到一个极大值；此后，该点有新的气泡产生并且重复上述过程。多个气泡生长过程的一部分与单个气泡的生长过程完全相同，在多个气泡的生长过程中存在气泡的合并。气泡合并时传热系数在短时间内达到极大值；合并以后的气泡逐渐长大，在长大的过程中传热系数逐渐减小；长大的气泡在某个时刻完全合并为一个气泡，然后离开，在合并后气泡离开时，传热系数短时间内达到一个极大值；随后，在成核位点会继续生成气泡，并且重复上述过程。　　（2）在对单孔腔中过热度对传热的影响。在一定范围内，随着过热度的增加，传热系数增大，气泡的脱离频率也增大，在这个范围内，过热度越大，传热效果越优秀。越过这个过热度的临界值以后，过热度越大，脱离频率依旧增大，而传热系数没有增大，反而有减小的趋势。找到过热度的临界值，在实践过程中对强化传热有着指导性的意义。　　（3）改变孔腔的结构参数如直径、间距、高度等沸腾过程，结果发现孔腔宽度为0.08mm孔腔间距为0.2mm时气泡离开频率高，沸腾传热系数好；当孔腔高度（孔腔宽度为定值）为0.08mm时，沸腾传热效果也较好。在接近于最优结构的过程中，传热效果越来越好。在实际过程中，可以通过建模数值计算各种结构的传热系数以及脱离频率，选出最优解并应用于实践，也是数值计算的一大优点。　　（4）比较了圆柱形孔腔、V形孔腔及改进的V形孔腔的沸腾传热过程，结果发现，圆柱形孔腔比其余的孔腔传热效果差，改进的V形孔腔具有最好的传热效果。另外，通过改变接触角，发现接触角越大，传热系数值越大，气泡的脱离频率也越大，即接触角越大，传热效果越好。