含相变微纳米颗粒流体是一种有复杂热物性的功能性热流体。本文总结了该类流体自然对流传热、蓄热能力，以及自然对流过程中表现出的非线性动力学特征。主要研究内容包括：该类流体在 Rayleigh-Bénard自然对流过程中的热不稳定性问题分析；自然对流的传热强度随换热温差的非线性变化规律。通过瑞利理论计算了不同加热条件下临界热对流启动的临界瑞利数和波频数。理论分析计算了有实际热边界条件影响下，该类流体的热对流启动瑞利数的变化规律。提出了如何评价有比热随温度变化剧烈流体的自然对流强度，或如何修正现有的特征温度确定方法。实验观察到了临界自然对流启动时内部流体温度振荡现象，研究了加热温度从颗粒融化起始温度到全部融化温度范围内的动态自然对流全过程。研究结果表明该类流体存在自然对流启动滞后或亚临界热对流启动现象。同时观察到了高Ra数下，自然对流传热恶化现象，分析了产生传热恶化现象的内在和外在原因，并从热力学角度分析了粒径效应对自然对流的影响。