喷淋冷却是一种高效的冷却方式,广泛存在于石油化工、能源环境、航天工业等科学领域。在喷淋冷却过程中常伴随着液滴撞击竖直壁面现象,液滴在撞击竖直壁面过程中,其自由表面在不断变化,且由于温度较高,常存在相变及气液两相流流动过程,使得液滴撞击竖直壁面问题的研究处理起来较为困难。本文采用数值方法对液滴撞击竖直壁面的流动及传热过程进行了研究,并分析了各参数对液滴撞击竖直壁面过程的影响,具体的研究内容和结论如下:(1)建立了液滴撞击竖直壁面的二维几何模型,选取VOF模型进行气液相界面的捕捉、CSF模型进行表面张力的计算、几何重构技术进行界面的重构,并用FLUENT软件进行数值模拟,将模拟的结果与前人的实验数据进行对比,验证了模型的可靠性。(2)模拟液滴撞击竖直壁面的过程,并对撞击时液滴进行流动和传热分析。通过研究可得液滴在撞击壁面后向上、下铺展时,上三相接触点的速度逐渐减小至零,下三相接触点速度始终最大,扰动剧烈,热流密度最大;壁面的平均热流密度先增加后趋于稳定。(3)分析了各参数对液滴撞击竖直壁面流动和传热的影响,结果表明:a)液滴的初始速度越大,向上、下铺展的距离越大,铺展的越快,换热量越大,完全铺展时下三相接触点处的热流密度越大;b)液滴的撞击角越大,向上、下铺展的距离越大,铺展的越慢,换热量越大,完全铺展时下三相接触点处热流密度越大;c)液滴的直径越大,向上、下铺展的距离越大,铺展的越慢,换热量越大,完全铺展时下三相接触点的热流密度越小;d)液滴与壁面的静态接触角越大,向上铺展的距离越大,铺展的快慢差别不明显;e)液滴的表面张力系数越大,向上铺展的距离越小,铺展的越快;f)壁面温度对液滴的铺展影响不明显,壁面温度越高,换热量越大,完全铺展时下三相接触点的热流密度越大。