微气泡具有与普通气泡不同的突出特性,近年来在环境污染控制、生物医学等众多领域中的应用日益受到关注。对微气泡的动力学行为进行深入研究,具有重要的工程应用价值和科学意义。本文就微气泡的尺度特征,利用介观尺度的多体耗散粒子动力学对微气泡的动力学行为展开深入研究,具体的研究内容包括:(1)结合DPD与MDPD两种方法的联系和差异,利用DPD粒子描述气相,MDPD粒子描述液相,构建微气泡模型。通过改变气相粒子和气液界面粒子间作用力,构建气液高密度差的微气泡模型,并对微气泡行为进行模拟验证了其有效性。(2)利用该模型对重力场中单个微气泡的流体动力学行为进行研究。研究表明气液两相间的表面张力对气泡动力学行为有重要影响。随着表面张力增大,气泡的变形越不明显,稳定时气泡越趋近于圆形;随着表面张力减小,气泡变形幅度增大,变形对周围流场的影响增强。在微通道内,当气泡直径一定时,随通道宽度的增加,微气泡上升位移逐渐增加,且微气泡的上升速度随着通道宽度增加而增加,通道越窄,无滑移固壁边界的作用越明显。(3)利用该模型对超声驱动下,无限长微通道内微气泡震荡和输运过程进行了研究。采用缓冲边界构造了无限长微通道环境,分别研究了微通道宽度、驱动声压、微通道壁面润湿特性等三个因素对微气泡震荡和输运过程的影响。研究表明微通道宽度对微气泡的振荡和输运具有限制作用,通道越窄,限制越明显。当微通道宽度一定时,微气泡的输运距离随着气泡直径的增加而增大,并存在临界直接值,在微通道宽度和气泡直径一定时,微气泡的输运距离会随着驱动声压的增大而增大。在不同浸润特性的微通道壁面条件下,随着壁面亲水性增强,在压力作用下,有促进微通道内部液体流动的作用,在气液两相的共同作用下,更利于微气泡的输运。