气液泡状流广泛存在于石油、化工、冶金、能源、医药等领域,其流动参数和机理的研究,对于资源的合理开发、生产安全都具有重要意义。气液泡状流,尤其密集气液泡状流中流动结构及流动特性的研究,仍然是目前亟待解决的难题。本文基于高速激光扫描测量系统,提出平面荧光成像的方法,摄取气泡荧光图像,扫描切片图像并进行三维重建,实现了密集气液泡状流的三维可视化,不仅扩大了可测气泡的尺寸范围,而且根据重建流场分析了空隙率、界面面积浓度等流动参数,通过气泡横向受力分析了空隙率分布特性的机理。具体工作包括以下几方面:1、针对密集气液泡状流,基于高速激光扫描测量系统进行测量,对其测量原理和数学模型进行分析,并根据系统参数进行了误差分析。2、对气泡在荧光平面中的成像原理以及光路数学模型进行了深入分析,通过高速激光扫描测量系统获取泡状流区域切片图像,并提取泡状流切片有效特征信息,通过摄像机标定及层间插值,最终实现了对密集泡状流的三维可视化。3、针对由于折射率不同导致的激光光路偏折问题,结合折射率匹配以及FEP材料,有效降低了光路折射,并分析了光路偏折对实验结果的影响。4、根据密集气液泡状流三维重建结果,分析了空隙率、界面面积浓度等流动参数,并通过气泡横向受力分析了空隙率分布特性的机理。