随着微纳加工制造技术的快速发展,电子元器件产品趋向微型化、集成化、大功率、多功能的方向发展,同时面向于高频率、高运算速度的运行模式,这使得微电子器件发热量越来越大,进而降低了其可靠性及性能,影响了电子元器件的使用寿命。针对这一现状,合理设计具有优良传热传质性能的散热系统已成为微电子器件设计中不容忽视的关键环节。微通道液冷散热系统由于结构紧凑、使用方便、散热性能优越等优点在微电子散热领域得到了广泛研究和应用。虽然人们对于宏观尺度上液冷散热技术的物理规律和优化设计已进行了深入的研究,但是大多数有关微通道液冷散热技术的已有研究常以经典的宏观理论为基础,微通道内壁面上的速度边界条件多以无滑移边界条件为主,即在微通道内固液接触面上固液之间没有相对运动速度。然而在微纳尺度下的流体流动,某些固液界面上存在着明显的滑移边界条件,并显著影响微通道流体的传热传质性能。因此,合理的选择微通道固液接触面上的速度边界条件,并研究其对微通道液冷散热系统传热传质性能的影响至关重要。本文运用理论建模和数值仿真相结合的方法,探究了边界滑移对微通道液冷散热系统传热传质性能的影响。首先,以流体力学和热力学为理论基础,理论推导建立了边界滑移对单管微通道及树状微通道流体系统流体阻力与对流换热系数影响的理论模型。然后,采用理论分析与数值仿真相结合的方法,研究了固液界面边界滑移对具有椭圆形、矩形和三角形三种截面形状和不同截面尺寸的单管微通道流体系统流体阻力和对流传热系数的影响,并探究了单管微通道流体系统传热传质性能的截面形状和尺寸依赖性。随后,研究了边界滑移、微通道截面尺寸、树状微通道系统的分支数量、分支级数等结构和尺寸参数对具有矩形和圆形截面形状的树状微通道流体系统流体阻力和对流传热系数等传热传质性能的影响;并在此基础上研究了树状微通道流体系统实现优化传热传质性能的最优结构问题,为微尺度树状流体散热系统的优化设计提供理论指导。研究表明,（1）当固液界面存在边界滑移条件时,单管和树状微通道流体系统的流体阻力随着滑移长度的增加而减小,而对流传热系数随着滑移长度增加而增大。（2）对于具有圆形截面的树状微通道流体系统,当固液界面具有无滑移边界条件时,树状微通道流体系统实现流阻最小的最优结构满足经典的Murray定律,即子母管道最佳水力直径比₈)=^-1/3,但是当固液界面存在边界滑移条件时,经典的Murray定律不再适用,滑移长度、分支级数、分支数量、子管道与母管道的长度比、第0级管道的水力直径等参数都可以影响树状微通道流体系统实现最小流阻时的最佳直径比。（3）对于具有矩形截面的树状微通道流体系统,其最佳水力直径比β_m并不满足经典的Murray定律,β_m随着通道高度H、微通道长度比γ、微通道初始分支的长度L₀、以及分支数量N的增加而减小,但随着微通道总体积的增加而增加。这表明直接使用N^-1/3作为矩形树状微通道流体系统实现最小流阻时的最佳水力直径比是不准确的。本文的研究结果一方面可以在理论上发展和完善微通道流体传热传质性能影响的相关机理和理论,特别是固液界面速度边界条件对微通道流体传热传质性能的影响;另一方面可以完善微通道流体系统及器件的优化设计,拓展其在微量流体传输及传热等领域的发展与应用。