格子Boltzmann方法是基于流体微观模型和介观动理论方程的方法。与传统的计算流体力学方法相比，格子Boltzmann方法具有许多独特的优势，如计算效率高、边界条件容易实现、具有完全并行性等。由于格子Boltzmann方程是一个动理学模型，因而在解决涉及到分子层次相互作用的物理现象时，它较目前经常使用的基于连续介质假定的Navier-Stokes方程组而言，具有一定的优势。 高密度比下的两相流动问题，一直是流体数值研究的热点之一。自由面流动可以看作是互不掺混的两相流问题，而高密度比下的自由面流动问题广泛存在于自然界和各种工业领域。但是由于高密度比下两相界面物理量的剧烈变化，加之以自由面流动过程中界面的复杂演化，都对数值研究方法提出了巨大的挑战。 本文详尽研究了基于锋面(Sharp Interface)方法的一种只涉及单相的(Single Phase)格子Boltzmann高密度比两相流模型，分析了其内在的物理过程，提供了完整的计算方法，并引入了一种改进了的表面张力模型，使之更符合真实的物理过程，同时也提高了算法的精度，扩大了使用范围。 气液两相流动现象广泛存在于自然界和工程应用中，而液滴撞击液膜后产生喷溅的过程则是这一类问题的典型代表。在对上述格子Boltzmann模型的研究基础上，对液滴数值撞击附有液膜壁面的过程进行了二维数值模拟和全三维模拟，获得了4种不同的撞击结果，并对得到的数值结果就撞击过程中吸入的气泡、粘性对撞击过程的影响、液膜厚度对撞击过程的影响这几方面进行一定的分析并与先前的研究结果进行了对比。最后就液滴相对于液膜平面以非垂直速度撞击的方式进行了二维数值模拟，并得出了斜向撞击过程所引发的液柱发展半径仍然与时间的平方根成正比，以及斜向撞击不影响液滴引发的液柱的总体直径等结论。