液体薄膜在小流量下具有高热流密度和高换热系数,目前液膜流动已应用于先进核电站非能动安全壳冷却系统(PCCS)。当反应堆发生严重事故时,液膜流动行为及特性会对PCCS的冷却能力产生影响,直接关系着反应堆的完整性和安全性。因此,对液膜流动行为及其特性进行研究具有十分重要的意义。本文基于扩散界面法对倾斜平板上的液膜流动行为开展了二维数值模拟,给出实验指导,并采用激光诱导荧光(LIF)技术对倾斜平板上液体薄膜流动行为进行了实验研究,基于实验数据得到较可靠的液膜流动实验关系式,主要开展的工作包括以下内容:1、倾斜平板上液膜流动行为二维数值模拟:基于扩散界面法对液体薄膜在倾斜平板上从初始到流动充分发展阶段的全过程进行数值模拟,得到了不同雷诺数下的液膜最大厚度和波速,与国外已有实验数据进行对比来验证扩散界面法在模拟倾斜平板上液体薄膜流动的可靠性和模型的有效性。同时,采用上述方法和模型对在不同平板倾斜角、接触角、液体表面张力和液体密度条件下液膜流动波动状态、液膜润湿性、液膜流速和液膜厚度进行研究和分析,发现液膜流动中的孤立波现象;当平板倾角和接触角增大时,液膜流动的润湿性变差;当表面张力变小或液体密度增大时,可以改善液膜的润湿效果。2、倾斜平板上液膜流动行为实验:基于国内外对于液膜流动特性研究和上述数值模拟研究,确定液膜厚度是液膜流动中的重要参数,需要深入研究。自行设计和搭建倾斜平板液膜流动行为与特性研究实验台架,采用激光诱导荧光(LIF)技术对液膜流动进行非接触式测量。通过分析液膜流动过程膜厚统计规律,研究了不同分段下液膜流动形态、液膜厚度,得到液膜无量纲膜厚与雷诺数之间的实验关联式,重建三维空间下液膜流动结构图像。