目前，沸腾换热作为一种最为有效的强化换热手段，在换热设备中有广泛的应用。但随着人们对换热设备的高效紧凑性以及换热能力的重视，传统的沸腾换热工质已经难以满足如今的大功率高热流器件的换热要求。而由于纳米流体具有导热系数高、热扩散系数大等优点，所以其很有潜力成为新型的沸腾换热工质，因而本文尝试对纳米流体在管内气液相变换热进行研究，为其在沸腾换热中的应用奠定理论基础。因此本文选用从介观尺度角度出发的格子Boltzmann方法对管内纳米流体气液相变的复杂过程进行数值试验，以探究纳米流体相变换热的机理。本文主要研究工作如下：　　（1）采用单相双分布函数格子 Boltzmann模型，通过修改流体参数，从而得到适用于纳米流体的模型。并用该模型模拟纳米流体强制对流换热，以验证该方法对纳米流体的适用性，模拟结果表明：纳米流体对流换热能力与纳米颗粒体积浓度相关。　　（2）在已有的工作基础上，采用格子 Boltzmann伪势模型，重点考察布朗力对纳米流体气液相分离的影响，且为了获得分离过程中气液两相的质量变化，在纳米流体格子Boltzmann模型基础上耦合了相变模型，从而建立适用于描述纳米流体恒温相变的格子Boltzmann模型。并利用该模型模拟管内纳米流体相变的过程，从而得到的气液两相流型图，其与实验得到的纯液体流型图相似，且结果表明纳米颗粒的加入，强化了流体相变换热的能力，并且纳米颗粒直径越小，换热能力越强。　　（3）将 Zheng等提出的大密度比格子Boltzmann模型与Inamuro等的传热模型相互耦合，从而建立多相格子Boltzmann模型，并结合种子气泡思想，利用建立的模型对沸腾纳米流体中的气泡增长和跃离壁面过程进行数值模拟，以得到气泡运动对纳米流体沸腾换热的影响，结果表明一定浓度范围内，气泡脱离频率及脱离半径随浓度增大而增大，单位时间内流体传递的热量更多。