海洋核反应堆在海洋中受到风、浪、涌等影响,将产生倾斜、起伏和摇摆等一系列典型海洋运动,对核反应堆冷却剂的流动传热特性将有很大影响,而这种影响在堆内冷却剂两相流动中尤为显著。环状流作为气液两相流中的一种重要流型,是涉及与环状流相关的反应堆安全分析的基础。因此,准确掌握运动条件下堆内冷却剂处于环状流时的流动传热特性,对反应堆装置在海洋条件下的安全有重要作用。漂移流模型与两流体模型因其实用性与计算精度高,被广泛应用于两相流流动传热的计算。为了将漂移流模型与两流体模型用于获取运动条件下核反应堆冷却剂处于环状流时的流动传热特性,需完善漂移流模型与两流体模型在运动条件下相对应的界面输运模型。本文在空气-水两相实验系统的高速摄像环状流液膜测量的基础上,通过可视化图像处理,获得了环状流液膜特征,并讨论了液膜厚度与液膜波动特性的影响因素与变化规律;通过考虑气芯的夹带机制,工质的物性和气液流速,提出了液膜厚度的经验关系式,该关联式的预测精度在?20%以内;基于界面剪切扰动波的形成机制,考虑气液界面的不稳定以及受力平衡等因素,提出了剪切扰动波波高与波速的机理模型,与实验结果比较,预测误差均在?25%以内;考虑环状流液膜波动特性、液滴夹带与沉积,获得了环状流界面剪切力模型,模型的最大相对误差在±25%以内,能较好的预测不同模型计算得到的界面剪切力。根据漂移流速度的定义,结合一维动量方程,从理论上推导并获得了环状流的一维漂移流速度模型,模型与实验数据之间的误差在?25%以内;考虑运动条件下对两相流的影响机制,获得了运动条件下环状流漂移流速度的修正模型,并且模型与数值模拟结果较为吻合。基于文献中的可视化实验结果的再分析,获得了气泡聚合模型,包括气泡碰撞聚合模型与气泡尾涡夹带聚合模型。结合小尺寸气泡之间的相互作用机制(包括气泡碰撞聚合、尾涡夹带聚合与气泡湍动涡旋破碎),从理论上推导并获得了小气泡界面浓度输运源项,封闭了小气泡界面浓度输运方程;讨论了流道截面形状对小气泡界面浓度输运源项的影响,获得了矩形流道小气泡界面浓度输运方程,并通过MATLAB程序结合界面浓度实验数据对所得到的小气泡界面浓度输运方程进行了验证。考虑随机碰撞引起的气泡聚合和湍动涡旋引起的气泡破碎对于界面输运源项的影响,并考虑运动造成的界面浓度源项在截面上的不均匀性,采用不均匀分布参数来考虑运动造成的界面浓度源项截面不均匀性,得到了运动条件下一维界面浓度输运方程;通过在系统程序RELAP5中嵌入一维界面浓度输运方程,实现了界面浓度输运方程耦合两流体模型的求解,并通过实验数据验证了嵌入界面浓度输运方程的RELAP5程序的计算精度。基于RELAP5系统程序,发展了运动条件下的热工分析程序,并在该系统程序中嵌入和验证了运动条件的一维界面浓度输运方程。