微波加热相较于传统的加热方式具有选择性、快速性、节能性及易控性的优点,成为工业应用中的一个研究热点。然而,微波加热过程中存在加热不均匀现象,在加热某些化学反应时还会出现热点和热失控现象,从而导致反应物烧毁或反应发生器损坏,甚至引发爆炸,阻碍了微波能的广泛应用。多物理场计算作为研究微波加热过程常用的数值方法,其核心问题是物理场之间全耦合计算的实现。本文对微波加热流体过程进行多物理场耦合计算,并对计算结果进行实验验证。这些工作将为微波能的实验研究和工业应用提供一定的理论基础。论文的主要内容如下:(1)利用频域-瞬态求解步骤对电磁场方程、热传导方程和流体场方程进行耦合计算,实现了电磁场和温度场相互作用过程的瞬态物理量求解。(2)通过使用装配体几何和一致对上的连续性边界条件确保各物理量在介质分界面上的连续性,利用移动网格技术解决求解域缺失的问题,建立能够反映温度变化和物体位置变化对电磁场扰动的全耦合计算模型。(3)提出利用搅拌的方法改善加热均匀性。通过仿真计算和实验验证,研究转动对微波加热流体均匀性影响,进而提出利用搅拌的方法,并首次考虑不同桨类型和桨位置对搅拌改善加热均匀性的影响,对比了二斜叶桨和锚式搅拌桨以及不同桨高度搅拌改善加热均匀性的效果,寻求改善效果较好的搅拌条件。