纳米流体由于其优良的导热特性极有可能成为新一代传热工质,即使纳米流体中纳米粒子的体积百分比很小以至可以忽略不计,其导热系数也比基液提高很多。纳米粒子的运动是导致纳米流体导热系数显著提高的主要因素之一,但是目前尚无探测流体中动态纳米粒子的方法。本文从理论、数值模拟和实验三个方面研究了激光照射纳米流体形成散斑的机理及散斑的特性,并提出利用激光散斑测速法(Laser SpeckleVelocimetry,简写为LSV)测量定向纳米流体中纳米粒子的运动,进而构建实验装置进行了测量。在分析纳米粒子光学特性的基础上,提出利用激光散斑测速法测量纳米流体中纳米粒子的运动。针对纳米粒子的光学特性,对传统的LSV系统进行了改进,即改用平行面光源照射流场、高速CCD正对入射光方向记录散斑图像的方式,使之具备了测试纳米流体中纳米粒子运动的特性。为对改进后的测试方法进行论证,从实验和数值模拟两个方面证实了激光照射纳米流体确能形成散斑。其中通过静态实验确定激光照射含有合适体积百分比纳米粒子的纳米流体可以形成清晰的散斑图;基于光的波粒二象性,分别根据光的波动性和粒子性建立了“经典散射模型”和“光子——粒子随机碰撞模型”,基于这两个模型分别对激光照射纳米流体形成散斑的过程进行了数值模拟,并对散斑的形成机理进行了解释。根据实验装置建立了层流物理模型,基于散斑的统计特性,通过数学推导得到了结论:在菲涅尔衍射区域,纳米粒子的运动速度等于接收屏上散斑的运动速度。进而构建了定向纳米流体实验装置,获得了时间间隔很短的序列散斑图。对相邻两幅散斑图进行图象处理和信息提取,得到了纳米粒子运动矢量图。首先对图象进行同态滤波和二值化等图像处理;然后结合全局搜索算法和各种块匹配算法对两幅散斑图进行图象相关处理,得到了运动矢量图;进而引入了亚像素算法,利用曲面插值拟合,使散斑位置精度达到0.1个像素,得到了散斑运动矢量。本文研究结果可为进一步研究激光散斑法测量纳米流体中纳米粒子的运动,以及开发新的动态纳米粒子光测方法提供理论和实验依据。