航天器以及宇航员在月球探测过程中因为悬浮月尘会遇到许多困难,例如：机械机构卡死、关键部件磨损、热控系统故障、密封机构失效、敏感材料失效等。因此月表附近月尘悬浮机理的研究显得尤为重要,静电输运是小颗粒月尘悬浮的主要原因,月表附近尤其是明暗界线区域附近会形成很强的电场,而关于月表明暗界线区域鞘层电场结构的研究较为缺乏。因此月表附近鞘层电场结构以及明暗界线区域附近复杂电场结构的研究对于月尘悬浮机理的研究具有十分重要的意义。本文通过建立基于IFE-PIC方法的全粒子有限元数值模拟方法,研究了月表鞘层结构的电场分布情况,基于模拟结果发现月表鞘层存在周期性振荡现象,分析了鞘层电场的振荡特性及原因；模拟研究了月球表面明暗界线区域附近电场结构,根据研究得到的月表明暗界线区域电场结构研究月尘悬浮过程的物理机理,分析了振荡鞘层对月尘悬浮的影响。本文的主要研究内容如下：鉴于处于空间等离子体中的月球存在表面电荷沉积现象(太阳风等离子体沉积、月表光电子发射等),建立了能够捕获界面电荷沉积现象的界面阶跃双线性浸入式有限元方法,并且基于此方法建立了一套基于界面阶跃双线性浸入式有限元方法(IFE)和质点网格法(PIC)的有限元数值仿真程序。研究了IFE-PIC方法模拟空间等离子体运动过程中的边界问题,解决了无穷远边界条件以及周期性边界条件,提出了与传统PIC插值算法不同的IFE-PIC插值算法,研究了基于界面电荷总量的界面阶跃问题的迭代IFE方法,完善了IFE-PIC有限元数值模拟方法。基于完善的IFE-PIC数值模拟工具对月表鞘层电场结构进行了研究,给出了空间饱和鞘层和经典鞘层状态下电场分布,密度分布,太阳风氢离子和电子密度分布以及光电子密度的空间分布情况,并与理论研究进行对比,进一步验证了数值方法的正确性,研究月表鞘层结构的振荡特性并且分析了月表鞘层振荡结构形成的物理机制。研究了太阳风速度,光电子密度对经典鞘层和空间饱和鞘层结构的影响,分析了太阳风速度以及光电子密度发生改变时对月表振荡鞘层的影响；模拟研究了月球晨昏线附近明暗界线区域和月球局部明暗交界区域鞘层电场结构,分析了明暗界线区域中光照区域的振荡鞘层对阴暗区域的影响,认为阴暗区域的鞘层振荡为光照区域的等离子体水平运动至阴暗区域导致。依据月尘颗粒带电受力的数学模型,基于月表明暗界线区域电场结构的数值模拟结果研究在不同月表区域下的明暗交界区域中月尘颗粒的悬浮过程,研究了月表鞘层电势发生振荡时对带电悬浮月尘的影响。通过研究了解了月尘在鞘层静电场中带电悬浮的过程,并提出搭建实验平台的初步方案。通过本文的研究结果能够加深对月球表面空间等离子体环境的认识,同时能够对探月活动的航天设备以及宇航员在月表行进过程中遇到的月尘问题提供重要的理论支撑,进一步推动探月工程的快速发展。