纳米流体是一种新型的工作介质，有实验研究证明，其能强化传质过程。随着计算机技术的飞速发展，计算流体力学已经成为一种重要的研究手段。本文应用计算流体力学的方法，对纳米流体强化传质过程的机理进行了深入的探讨。由于纳米粒子的小尺寸效应，纳米流体已不满足连续性介质的假设，人们无法用宏观的连续性方程来描述其运动过程，因此本文采用介观尺度的格子Boltzmann方法来模拟纳米流体的流动与传质过程。本文主要进行了以下的研究工作：1、在格子Boltzmann模型中添加实际外力，分别运用单相流模型和两相流模型模拟了罗丹明B在水基Cu纳米流体中的扩散过程，其中两相流模型的计算结果与文献值吻合良好。该模型能够比较准确地计算罗丹明B在水基Cu纳米流体中的扩散系数。特别地，在布朗力调节系数lgC07.4845时，模型的扩散系数计算值与文献值吻合良好。2、在纳米流体宏观静止的条件下，对水基Cu纳米流体在方腔中的沉降过程进行了模拟。研究结果发现，在沉降的初始阶段，纳米流体并没有明显的沉降，在方腔中的分布还比较均匀；但是随着时间的推移，方腔底部的纳米粒子的浓度越来越高，在足够长的时间内，几乎所有的纳米粒子都沉降到了方腔底部。3、在相同的外在条件下，分别对纯水和水基Cu纳米流体的流动过程进行了模拟。研究结果发现，当有纳米粒子存在时，可以明显看出在流场的局部有微对流现象产生。4、在相同的外在条件下，分别对CO₂在纯乙醇和乙醇基Cu纳米流体中的吸收过程进行了模拟。从两种介质中发生Rayleigh对流的时间、平均速度、CO₂平均浓度和平均涡量四个方面进行了分析，对比研究发现，添加纳米粒子能够强化CO₂在纯乙醇中的吸收过程。5、由于纳米粒子在流场中不停地做无规则布朗运动，使得原有流场的结构发生改变，可以明显看出在流场的局部有微对流现象产生，这增强了流场的局部湍动程度，使得气体分子在纳米流体中扩散速率加快，从而强化传质过程。