离子液体作为一种新型绿色溶剂，有望替代传统有机溶剂，在气体分离等领域具有广阔的应用前景。现有研究重点主要集中于新型离子液体的设计合成、离子液体聚合物膜等新材料的开发及离子液体体系热力学模型的开发等。但相关的气泡行为及传递规律研究的缺乏，成为离子液体新技术工程放大的瓶颈之一。与常规有机溶剂相比，离子液体不仅普遍存在高粘度的问题，而且具有特殊的构效特征，使常规流体动力学模型难以适用于离子液体。因此，建立针对离子液体体系的流动和传递模型具有重要的理论意义和应用价值。基于以上背景，本文建立了适用于离子液体体系的数值模拟新方法，研究了离子液体体系中的气泡行为及传递规律。主要研究内容及创新性成果如下:　　(1)建立了离子液体体系气液两相流动新模型，研究了离子液体中单气泡行为。将离子片热力学与计算流体动力学相结合，提出了针对离子液体体系的FCCS-CFD耦合新方法，实现了从离子结构角度出发的气泡行为调控，获得了离子液体中阴、阳离子间静电作用对气泡行为的作用机制。与常规CFD方法相比，新方法不仅预测精度更高，而且反映了微观结构对宏观流动的影响规律。此外，研究了离子液体体系的气泡变形规律，并建立了离子液体体系气泡流型预测新方法。　　(2)开展了离子液体体系气泡聚并规律研究。通过适用于离子液体体系的CFD方法，研究了纯离子液体及含水离子液体体系中CO2气泡生长、运动及聚并过程，获得了气泡直径、终端速度和变形率等气泡行为参数。提出了压力梯度场分析方法，揭示了气泡聚并机理。与常规分析方法相比，压力梯度场分析方法能够直观反映气泡的受力情况。　　(3)开展了离子液体体系中气泡运动-传递耦合过程研究。实验测定了离子液体吸收CO2过程的相平衡数据和液相传质系数，并建立了适用于离子液体体系的流动-传递耦合模型，考虑了CO2吸收引起的离子液体粘度变化，建立了离子液体体系中CO2气泡的运动、溶解、扩散过程的数值模拟方法，研究了操作压力、温度、离子液体水含量对CO2吸收及液相CO2浓度分布的影响。发现CO2传质在纯离子液体中为动力学控制过程，而在含水离子液体体系中为热力学控制过程。　　(4)开展了离子液体体系多气泡行为及传递过程研究。引入了适用于离子液体体系的曳力模型，考虑了离子液体吸收CO2过程的粘度变化，建立了适用于离子液体体系的欧拉-拉格朗日方法。获得了气泡尺寸、气含率的模拟结果并与实验值进行了对比，发现CO2气体和N2气体的物性差异是离子液体中CO2气泡直径小于N2气泡平均直径的主要原因，预测了离子液体鼓泡反应器内气泡直径、位置及液相CO2浓度的分布。通过对模拟结果的分析，进一步对气体再分布器进行了设计。