多层流体的对流现象广泛存在于许多工业生产过程中，例如化学工程、空间技术和镀层技术等，在它们中最直接的应用就是微重力下液体覆盖晶体生长技术。研究这些带有界面的流体对流现象的理想模型就是多层或两层互不相溶流体模型。正是由于在许多工程上的应用，在过去几十年互不相溶的两层流体被广泛地研究。　　 本文采用粒子图像测速仪(Particle Image Velocimetry)测量了流体内部速度场分布，研究了两层流体Bénard-Marangoni对流。实验模型是水平截面尺寸为100mm×40mm的矩形液池，实验介质选用FC-70和10cSt硅油，液体总厚度为8.56mm，上下液层厚度比在一个较大区间变化。通过计算实验中不同温差下整个流场速率的平均值V,研究V随温差变化曲线特性，发现曲线的跳跃特性，从而提出了临界点判断方法，提出临界速率Vc概念；得到了厚度比和临界温差的关系曲线。研究了不同厚度比下的临界对流模式，在相关研究基础上给出了新分类，给出了他们的对流特征。在一个较大的厚度比区间观测到临界振荡对流现象，得到了恒定温差下流场的变化过程；分析了平衡厚度比和峰值厚度比在不同条件下的关系；研究结果表明，振荡对流并不发生在平衡厚度比附近，其原因是由于界面张力对上下层浮力对流有不同的作用效果。　　 本文研究了大于临界温差后的超临界对流问题。得到了不同厚度比下的超临界对流模式，研究了稳定流场向振荡流场的转变过程；研究了临界振荡流场在超临界时的对流变化过程。实验观测到了热耦合在超临界条件下转变为行波的现象，这类行波不同于由于上下对流强度接近时产生的振荡对流。最后本文研究了不同升温速率对超临界对流的影响；在升温速率较大条件下观测到“对三角”结构的流场。