槽式太阳能热发电技术是太阳能热利用的一种重要方法，但在运行过程中会出现集热管的非均匀受热问题。管外非均匀热流易造成集热管局部温度过高，导致管内导热油分解、金属管弯曲、甚至玻璃管破碎等一系列问题。因此，研究流体在非均匀热流作用下的流动传热和相变问题至关重要。　　以非均匀受热条件下的流体流动传热和相变为主要研究内容，采用数值模拟的方法，探讨流体进口工况和非均匀热流边界条件对流体流动情况的影响。本文根据实际的槽式集热器尺寸，利用蒙特卡洛光线追踪方法，使用MATLAB计算集热管外实际接收的太阳辐射热流情况，并作为模拟的边界条件导入Fluent软件中进行计算。探索进口工况（导热油的进口温度分别为303.15 K、313.15 K、323.15K、333.15 K、343.15 K、353.15 K，流速分别为1.5 m/s、1.8 m/s、2.0 m/s、2.3 m/s、2.5 m/s、3.0 m/s）和太阳高度角(0°、30°、60°、90°)对导热油换热系数、摩擦系数以及温度场和速度场的影响。在此基础上，考虑有机工质R245fa在非均匀热流条件下的流动相变问题，采用VOF模型监测气液相界面，探讨流体进口参数（R245fa的进口温度分别为360.15 K和363.15 K，流速分别为0.10 m/s、0.12 m/s、0.15 m/s）和半周加热半周绝热的热流边界条件（热流大小分别为56 kW和28 kW，热流施加位置分别为金属管的上部、中部和下部）对管内流体流型、压降、温度场、速度场等的影响。　　全文主要结论如下：(1)蒙特卡洛方法模拟管外非均匀热流分布具有良好的准确性；(2)热流位置会影响管内速度分布，以及管截面水平-竖直方向的速度矢量分布，同时也会对管内流型变化和换热产生重要的影响，热流加载在集热管下部能促进气泡的形成，增强换热；(3)流体流速增加、热流量增大或者热流密度集中在中上部，均会造成较大的压降，当热流量减半时，气体体积分数约减少40％；(4)管材、入口流速和管外热流的大小和位置均会改变流体流速及温度分布。　　在数值模拟研究的基础上，设计了有机工质非均匀受热流动沸腾实验台，为后续实验研究奠定了基础。