开孔结构和波纹结构一般组合出现在规整填料板上,对规整填料表面薄膜传质传热有着重要影响,现阶段对于波纹结构的研究较为多见,而开孔结构对于规整填料板上的薄膜流动以及传质的影响还未有深入的研究。本文贴合实际规整填料建立了开孔波纹板模型,采用开源软件OpenFOAM对其上的薄膜流动以及传质现象进行数值模拟研究,主要研究内容如下:(1)首次深入研究了开孔波纹板上开孔结构对于薄膜流动的影响,揭示了开孔结构增强气液两相相互作用的内在机理。模拟结果表明流经开孔结构的薄膜会产生厚度变化,进而导致自由表面上三个速度分量均出现极值,薄膜内流动速度平均值显著提高,开孔结构处气液相界面的旋涡明显增大。(2)探究了开孔率10%时开孔直径大小对于薄膜自由表面流动特性的影响,研究结果表明随着开孔直径增大,薄膜自由表面速度分量极值、自由表面面积以及流动长度上的往复波动也相应增大,最佳雷诺数操作条件在40-50区间内。(3)利用OpenFOAM编写了可简化计算量的连续质量传递模型传质求解器,并首次创建了三维开孔波纹板上薄膜传质模型,探究了开孔结构对于薄膜传质的影响,揭示了开孔结构处的浓度及传质系数分布规律。研究结果表明在开孔结构处浓度分布更加均匀,自由表面速度波动导致液相浓度增大,局部传质系数出现极值点。进一步对比了开孔率10%孔直径分别为2mm、4mm、6mm、8mm的开孔波纹板上的薄膜传质现象,模拟结果显示在液膜完全铺展后,开孔直径为8mm的开孔波纹板上的液相平均出口浓度极值以及平均传质系数极值最大,整场传质效果最好。(4)定量探究了稳定流动区域内开孔结构附近薄膜传质与流动特性之间的关系,发现自由表面浓度与速度平均值呈现正指数相关趋势,与波纹放置平面相垂直的速度分量对自由表面浓度分布影响最大。本课题建立了开孔波纹板上的薄膜流体气液两相流动及传质数值计算模型,实现了开孔波纹板孔径的几何优化从经验摸索到模拟研究的跨越,探究得到的孔径变化对流动以及传质影响的有关结论可以为开孔填料的设计和优化提供理论基础。