在自然界和现实的工程流体系统中,气-液两相流大气环流和海洋环流是一种很常见的复杂现象ǐ近年来，格子Boltzmann方法(LatticeBoltzmann Method,LBM)提供了一种研究气-液两相流和传热传质的新工具ǐLBM是基于流体微观模型和介观动理论方程的方法ǐ与传统的基于Navier-Stokes(N-S)方程的数值模拟方法相比，它具有许多独特的优点：边界处理简单，计算效率高，适用于处理复杂流动问题，具有天然的并行性ǐ本文的主要内容与研究成果如下ǐ（1）简述了单组分的气-液两相格子Boltzmann模型：颜色模型自由能模型和伪势模型ǐ利用伪势模型研究了气-液两相的分离过程，两个液滴和气泡在气-液表面张力作用下的融合过程ǐ利用高密度比气-液两相模型研究了两个液滴在不同的韦伯数下的正碰撞和侧碰撞过程ǐ同时，模拟了单个气泡在剪切流中的变形和破裂过程，定性地比较了在剪切流中单个气泡变形的数值结果和实验结果，吻合度比较好ǐ最后，研究了单组分的气-液两相热格子Boltzmann模型ǐ根据数值结果证明了气相的内能大于液相的内能，也定性地验证了气化潜热问题ǐ（2）介绍了虚假速度产生的原因和不同学者提出的抑制方法ǐ简单地介绍了我们提出的两种方法ǐ第一种方法是在格子Boltzmann方程后引入一个随机的密度分布函数，这种方法能够消除静止气泡周围的8个虚假涡，但是对虚假速度的抑制效果不太明显ǐ第二种方法是分数移动方法，数值验证这种方法能够完全消除静止气泡周围的8个虚假涡，同时若采用适当的分数移动，也能够一定程度上抑制虚假速度ǐ（3）改进了双分布密度函数的LBM，利用其重点研究了Rayleigh-Bénard对流ǐ首先，模拟了方腔自然热对流，研究了瑞利（Ra）数大小对等温线和流态的影响ǐ分析了计算网格对努谢尔（Nu）数随Ra数的变化规律的影响ǐ其次，用双分布密度函数的LBM模拟了层流Rayleigh-Bénard热对流ǐ研究了不同的瑞利数对等温线分布的影响ǐ随着Ra数的增加，可以看到壁面附近的温度变化剧烈，变化的梯度逐渐增大；同时等温线分布变得更复杂ǐ还比较了Nu数随Ra数的变化规律，数值结果与文献和经验值都吻合得比较好ǐ首次利用双分布密度函数LBM模拟了湍流Rayleigh-Bénard对流ǐ瑞利数Ra=3.5×10~9时，二维热羽流随着时间演化的情况ǐ随着时间的演化，热羽流相互作用，相互撞击后的热羽流向四面散开，出现热间歇温度变的不连续ǐ同时，热羽流随着时间演化逐渐地冷却ǐ最后，利用双分布函数LBM模拟了不同的瑞利数下三维湍流Rayleigh-Bénard热对流问题ǐ随着瑞利数的增加，热羽也逐渐地变小，由连续的热对流卷逐渐地变成不连续的热对流，出现了热间歇ǐ最后分析了湍流Rayleigh-Bénard对流的动能谱和温度谱，数值结果与理论值吻合比较好ǐ