本文首先对生物对流这一新兴的交叉学科的科学规律做出了简单介绍，阐述了生物对流现象产生的机理和过程，区分了不同类型的自发能动性微生物在液体里不同的游动方向。目前国内外关于生物对流的研究按介质来分可以分为普通稀释悬浮液和多孔介质悬浮液，而所研究的多孔介质也普遍是孔隙度相对较小的多孔层，本文考虑到现代工程和医学领域往往会涉及到高孔隙度的多孔介质，因此着眼于细胞在这些高孔隙度多孔层中可能引发的生物对流现象，引入Darcy-Brinkman模型，更加符合实际地来表征系统的动量守恒关系。　　首先，考虑到问题的解决涉及到求解微分方程，本文首先介绍了一种求解方程的有效数学方法——加权残值法，加权残值法能够有效地求解偏微分方程、常微分方程和积分方程，被广泛地运用于工程领域。本文讨论了加权残值法的基本方法、分类以及基本操作步骤，并着重介绍了文章后续会用到的伽辽金法的原理和方法。　　接着，文章重点研究了两种不同的生物对流模型:含趋旋性细胞的多孔介质悬浮液中的生物对流和含趋氧性细胞的多孔介质悬浮液中的生物对流。其中，在趋旋性细胞模型的底部加热使液体内部形成温度梯度，考察温度因素对于流体稳定性的影响;在趋氧性细胞模型的竖直方向施加一个高频低幅的外界振动，考察外界的振动激励对于系统稳定性的影响。文章首先分别建立含有两种类型细胞的悬浮液的数学模型，根据动量、质量、细胞数量、能量以及氧气的守恒列出系统的控制方程，并给出相关边界条件和初始条件，运用线性分析和无量纲化处理对方程进行化简，最后，通过伽辽金方法求解方程得出用来表征系统稳定性的生物对流瑞丽数，对Peclet数、趋旋数、修正达西数等不同参数对系统的稳定性影响进行对比分析，得出细胞特性、温度、振动等对于生物对流现象的影响。　　结果表明，不同特性的微生物在流体中的游动方式不同，也决定了悬浮液能否产生生物对流现象;液体中是否有温度差直接影响对流现象的出现;悬浮液中是否含有多孔层以及多孔层的孔隙度都对流体系统的稳定性有所影响;还有，外部施加的高频振动对流体具有一定的稳定性作用。　　这些结论对生物对流在工程应用、临床应用和科学研究中具有重大的参考意义，尤其是外部人为施加的温度差和振动激励，为今后控制生物对流现象提供了参考措施。