空气之于人类犹如阳光之于花朵。随着中国城镇化建设步伐的加快,以煤炭为主体的能源结构导致的燃料废气、逐年增加的机动车保有量带来的汽车尾气等许多因素把大气气溶胶污染推到了人类面前。大气中二氧化硫、氮氧化物、氨等污染物在适宜的条件下就会形成气溶胶颗粒物,引发雾霾等环境问题,影响气候、大气能见度、人体健康等多个方面。气溶胶颗粒的粒径分布决定其影响程度,混凝是颗粒成长过程中的重要物理过程。本文围绕大气气溶胶颗粒的自保守混凝动力学展开,主要可以分为两个部分:第一部分是关于混凝动力学、碰撞机制与碰撞频率函数、自保守理论等方面的基础研究和理论推导;第二部分是关于对基于离散型群体平衡方程建立的自保守混凝动力学模型进行计算机模拟实验及结果分析。论文将分形维数和粒子碰撞机制两个因素设计组合模拟实验,通过体积分域方法将理论模型划分成维度为30的一阶线性常微分方程组并借助MATLAB软件进行求解,研究气溶胶颗粒从混凝开始至到达自保守状态的粒径渐进演化全过程,得到气溶胶颗粒的自保守分布谱并分析其自保守特征。研究结果表明在单一布朗运动作用或布朗运动和流体剪切共同作用下球形和分形气溶胶颗粒粒径函数均呈现出钟罩型自保守分布,即在混凝进行一定时间后,气溶胶颗粒的粒径分布不依赖于时间而发生变化。在此过程中,分形维数和颗粒的碰撞机制都对混凝过程产生显著影响。分形维数决定气溶胶颗粒的空间结构,分形维数越小颗粒的空间结构越开放,从而产生更大的碰撞面积,混凝达到自保守状态的时间越短;碰撞机制控制气溶胶颗粒的碰撞频率函数,较高的碰撞频率使粒子迅速碰撞结合形成聚集体。另外,通过计算不同情况下布朗运动和流体剪切共同作用下的颗粒混凝情况得到了一个平衡点。当流场的剪切强度小于此平衡点时,布朗运动作用在粒子的碰撞机制中占优;反之,流体剪切作用占优。