微藻是一种海陆分布广泛、营养丰富、光合利用度高的光自养单细胞,在液体燃料、食品、医药、人类保健等领域具有很好应用价值及开发前景。光生物反应器作为微藻培养的核心装置,是微藻生物技术能否产业化的关键之一。随着微藻生物质燃料研究的兴起,对大规模、低成本、高效率的光生物反应器的需求越来越迫切。平板光生物反应器具有光照比表面积大、光程短、占地面积小、能耗小、易于放大等优点,它是目前封闭式光生物反应器中的研究热点。本文首先采用计算流体力学(CFD)技术对两类15L平板式光生物反应器进行优化设计,基于CFD计算结果对反应器内部流体混合及藻细胞受光特性进行分析,确定较优的光生物反应器；然后对优化后的平板式光生物反应器进行微藻培养实验,验证计算结果的可靠性；最后对关键性参数与藻细胞的生长情况进行相关性分析,为平板式光生物的进一步优化及放大提供理论基础。本文的主要内容和结论如下：(1)对A类平板式光生物反应器内部结构参数优化。经过对模拟组光生物反应器中流体混合及藻细胞受光特性分析确定脱气区间高度H=72-87mm、挡板倾角θ=15°、挡板间逢d=20mm,腔体个数2或3的反应器较优。(2)对C类平板式光生物反应器内部结构参数优化。经过单因素优化后,确定结构最优的C类光生物反应器为：上升通道宽度W为22mm,脱气区间高度H为88mm,挡板间缝d为20mm,腔体个数n为4,不分节。(3)C类平板光生物反应器计算结果得到热模实验验证。对藻细胞的生长与混合及藻细胞受光特性进行了相关性分析,上升通道流体的轴向平均速度|URy|、下降通道流体的轴向平均速度|UDy|及光照方向平均速度|UDx|同藻细胞最大密度和藻细胞比生长速率呈线性正相关,藻细胞光暗循环周期LDCT及其无因次标准方差STD同藻细胞最大密度和藻细胞比生长速率呈线性负相关。