颗粒撞击液面是自然界和工业过程的常见现象,也是流体力学和颗粒动力学等学科的基础问题。本文对微米级颗粒撞击液面过程的颗粒和流体运动行为开展研究,揭示颗粒撞击液面的动力学和能量转化机制,为相关自然现象的理解和工业技术的开发提供理论支撑。首先,数值模拟研究了球形颗粒零速接触液面后的运动行为和漂浮条件。颗粒零速接触液面后的运动由邦德数、接触角和密度比控制。给出了颗粒撞击液面后能够漂浮的极限密度比,与实验结果吻合良好,分析了邦德数和接触角对颗粒动态漂浮能力的影响。基于能量守恒提出了小颗粒极限密度比的表达式,发现其只有在接触角大于63.3°时才有可能漂浮。其次,建立了高速显微摄像实验系统和数值模拟方法,研究了疏水性球形颗粒撞击液面的行为与机制。PMMA颗粒撞击液面后呈现沉没和振荡两种模式。根据颗粒运动和液面形状演变特征,将撞击过程分为不同阶段,揭示了不同阶段主导力（水动力和表面张力）的变化和能量转化机制。分析了颗粒正向撞击临界沉没过程中雷诺数、密度比和接触角对颗粒和三相接触线运动以及主导力变化的影响。给出了两种力做功的表达式,提出了颗粒正向撞击的临界沉没判据,该判据对实验结果的预测精度远高于已有判据。不同于正向撞击,斜向撞击后颗粒表面的润湿沿速度方向非轴对称,使得颗粒的受力偏离速度方向,轨迹发生偏移,并且在粘性力矩的作用下旋转。撞击角度的减小削弱了颗粒受到的冲击力,增强了颗粒润湿的非轴对称性、颗粒的旋转和轨迹偏移。分析了韦伯数和雷诺数对颗粒斜向撞击行为的影响,发现雷诺数大于500时其影响可被忽略。颗粒的临界沉没速度随撞击角度的减小而增加,基于能量守恒提出了颗粒斜向撞击的临界沉没判据,准确预测了实验结果。最后,数值模拟研究了疏水性椭球颗粒正向撞击液面行为与机制。轴比的增大减小了颗粒受到的表面张力和水动力,从而改变了颗粒和流体的运动行为。建立的椭球颗粒（无接触角滞后）撞击模式相图表明,轴比大于0.8时存在沉没、振荡和反弹三种模式,轴比小于0.8时反弹模式消失;轴比越大,颗粒的临界沉没和临界反弹速度越小,发生反弹的速度区间越大。