液滴微流控技术在生物化学、材料合成、能源化工等诸多领域应用前景广阔。尽管该技术设备结构简单,但其微尺度下的多元多相流动问题却极为复杂。目前,大多数研究主要聚焦于液滴微流控技术的应用,对于不同通道构型中的液滴形成、破裂等相关机理机制仍尚不清晰或尚无统一认识,这将阻碍微流控器件的优化和操作。此外,目前有关液滴生成的研究多采用实验方法,但由于微尺度下影响液滴生成的因素众多,使得现有的实验结果由于通道结构、流体成分及通道润湿性等诸多参数在选取上的细微差异造成可重复性较差,通常仅具有趋势上的一致性,同时实验过程也具有其局限性,如测量误差、某些实验结果不易得到以及无法获得流体流动的详细信息等。因此,深入研究和理解微通道内液滴生成特性及其内在机理,这将有助于更好的了解液滴的生成破裂以及两相流型转变,为后续实现液滴的精确调控和通道结构优化设计提供重要指导。本文的主要研究工作如下:首先,采用数值模拟方法研究了同轴流微通道内连续相速度、两相粘性系数、界面张力等参数变化对液滴生成的影响。通过液滴生成过程中液滴的形态变化、压力场和速度场等,研究了液滴生成和破裂的内在机理。结果表明,在连续相毛细数Ca_c和分散相韦伯数We_d远小于1的条件下,当两相界面张力在与连续相粘性应力和分散相惯性力等竞争中处于相对占优时,液滴呈现出滴流模式。而当连续相粘性应力在与两相界面张力和分散相惯性力等竞争中处于相对占优时,液滴两相流型由滴流模式转变为射流模式。其次,采用数值模拟方法研究了同轴流微通道内分散相速度变化对液滴生成的影响,模拟结果显示随着分散相速度的增大,两相流型依次由收缩型滴流模式转变为拓宽型滴流模式再向拓宽型双液滴射流转变。通过对液滴生成形态、压力速度场,液滴颈部等典型特征的量化研究,研究了各模式下的内在机理及差别。结果表明,随着分散相入口动量增大,当颈部收缩时,颈部内部惯性力能够在较长时间内抗衡外部流体的挤压作用,促使颈部上游液柱形成隆起,两相流型发生转变。在大液滴模式下,液滴前沿点位置离分散相入口较近,液滴受分散相惯性力的影响较大,颈部内外流体各力之间存在长时间的相互制衡状态。而在小液滴模式下,液滴前沿点位置离分散相入口较远,液滴受分散相惯性力的影响较小,颈部外部流体在内外两相力的竞争中始终占据主导竞争优势。最后,采用数值模拟方法研究了聚焦流通道内锥形通道入口、下游孔口宽度以及两者协同变化对液滴生成的影响。通过液滴生成过程中的液滴两相云图、压力速度场以及液滴颈部特征的数据量化,研究了孔口宽度对液滴生成影响的内在机理。通过对比不同通道构型下液滴生长与挤压破裂阶段所经历时间,研究了锥形角和孔口宽度的协同效应。结果表明,当孔口宽度较小时,孔口附近连续相的聚焦效应起主导作用,液滴生成直径和周期对锥形角的变化并不敏感。随着孔口宽度的增大,孔口附近连续相的聚焦效应不断减弱,改变水平边锥形角可促使液滴两相流型由滴流模式向射流模式转变,水平边锥形角在液滴生成过程中开始起主导作用。