在流动过程中,往往伴随着对流以及微尺度的传输等现象,而在沸腾以及冷凝过程中尤为明显。在沸腾和冷凝过程中,常常涉及汽泡和液滴的成核长大和脱离过程,并且在航天、核能、材料、动力、石油以及能源化工冶金等领域具有举足轻重的地位。在汽泡动力学中,包括工程热力学、流体力学以及传热学等学科,由此汽泡动力学也是学科交叉性很强的基础性研究,在工程应用领域以及科研领域具有极其重要的价值。同时汽泡动力学涉及汽泡在受热表面上的成核、长大、脱离以及最后的破裂,液滴在受冷表面上的成核、长大、脱离以及破裂等条件和规律等一系列复杂的科学问题。截止目前为止,沸腾以及冷凝的研究往往采用传统的模拟方法和理论分析,或者是实验研究,但是对于沸腾冷凝的研究认识还远远不足。格子Boltzmann方法自发展至今已有30年的历史,因其兼具宏观动力学和微观分子学的特点,在汽液相变和多相流动问题研究过程中应用广泛。本文结合格子Boltzmann方法对超亲水/超疏水组合表面的相变问题以及流动问题进行了数值模拟研究和探讨。本文研究内容主要包含以下两个方面:1.格子Boltzmann方法两相流模型。通过前人提出的新粒子间作用力形式并结合精确差分法引入作用力,构建了一个格子Boltzmann方法两相流模型。这一模型可以显著改善数值精度和数值稳定性,而且能避免数值结果对松弛时间的非物理依赖。本文对此粒子间作用力形式进行了引用,同时结合本文汽液相变模型进行了验证。2.基于格子Boltzmann方法的汽液相变模型研究。在前人改进的格Boltzmann方法两相流模型基础上,结合能量方程模型,对能量方程源项表达式进行了计算,构建了一个全新的汽液相变数值模型。此汽液相变模型由热力学关系气体状态方程来实现。并且此模型在计算相变问题时不需要初始化存在小汽泡和小液滴,可以模拟包含成核成长脱离至破裂过程在内的整个汽液相变过程。通过数值模拟得到了沸腾冷凝成核成长脱离至破裂过程中的重要信息,并研究了超亲水/超疏水组合表面对池沸腾冷凝过程的影响。