近年来,随着我国城市化进程加快,环境污染日趋严重,机动车排气微粒成为城市大气主要污染物之一。研究表明微粒粒径分布和浓度与微粒对人体健康的危害程度具有显著相关性,微粒粒径分布特性取决于以二元凝并过程为主的微粒演化机理。论文采用理论解析和数值模拟方法对二元凝并及其他微粒演化过程进行研究,论文工作可以深化对微粒演化特性及其影响规律的理解,为柴油机微粒排放控制和室内微粒污染物防治的研究提供依据。采用同伦摄动法,对微粒演化通用动力学方程中的二元凝并项进行解析求解得到凝并方程的通解;根据所得通解论证凝并方程同伦摄动解的存在性和收敛性,定性探讨凝并方程同伦摄动解的收敛域;分析常凝并系数和初始指数分布条件下同伦摄动近似解的收敛性。通过研究,明确了连续型无量纲凝并方程同伦摄动解的收敛条件、常凝并系数和初始指数分布条件下微粒分布区间和时域范围对近似解收敛性的影响及影响程度,以及同伦摄动法在二元凝并中的适用条件。在经典热泳沉降模型的基础上建立通道内柴油机微粒在湍流流场中的热泳沉降模型;对柴油机排放气体组分、微粒物性与微粒热泳性质的相关性以及通道尺度、微粒物性和排气流动特性等对柴油机微粒热泳沉降特性的影响进行分析。通过研究,揭示了微粒排气温度、微粒物性、通道尺度等对热泳力作用下柴油机排气微粒的沉降影响及其规律以及降低柴油机微粒排放的条件。采用半隐式分区法对描述微粒同时发生二元凝并和核化过程的通用动力学方程进行求解;在此基础上,针对不同测点处的柴油机排放微粒,分析二元凝并作用以及二元凝并和核化过程协同作用下微粒演化过程中的时变特性。通过研究,明确了当前条件下微粒二元凝并过程中的粒径分布时变规律,核化和凝并过程协同作用下微粒演化时变规律,以及核化过程对微粒二元凝并过程的影响规律。采用矩方法对固定空间内二元凝并、扩散及重力沉降协同作用下的微粒演化通用动力学方程进行解析求解,根据相关实验结果确定方程关键参数;在此基础上,对微粒分布时变特性与二元凝并、扩散及重力沉降之间的相关性进行研究。通过研究,明确了固定空间内微粒粒径分布变化规律以及不同微粒演化机理协同作用下微粒初始分布和浓度、空间参数、排气参数等对微粒分布的影响规律。