飞行器再入大气层过程中会经历从连续流到自由分子流过渡的一系列非平衡流动区域，微管道中由于较小的特征长度也会出现明显的稀薄效应，另外激光加工和等离子体刻蚀等工艺由于较小的空间和时间尺度，也会涉及到较强的热力学非平衡特性，这类复杂的非平衡流动过程挑战着传统宏观流体模型(Navier-Stokes)的有效性。本报告将重点介绍非平衡流的离散Boltzmann建模(DBM)主要内容。基于DBM的介观模型结合动理学的边界条件可以自然的捕捉的非平衡流在壁面附近的滑移特性和Knudsen层效应，同时在碰撞项中采用椭圆统计或Shakhov分布取代常用的Maxwell分布可以突破BGK模型Prandtl数为1的限制，可用于准确模拟真实气体的非平衡流动特性。基于DBM模型，我们模拟了滑移Couette流、温度跳变的Fourier流、壁面非稳态加热流动、顶盖驱动方腔流以及Kelvin-Helmholtz不稳定性等非平衡流问题，一方面验证了模型的可靠性，另一方面也基于DBM从新的角度对这些流动过程中的非平衡特性进行了分析，得到一些超越于传统宏观流体模型的新认识。