存在气相的多相流动体系中，气泡聚并行为产生的表面更新和界面湍动会提高体系的传热、传质性能。对气泡聚并行为机理进行理论与实验研究，是多相流及相关领域内的研究重点与热点。本文突破了以往光学或摄影测量技术的不足和单一性，采用新型光学衍射技术和 CCD 图像采集系统结合的方式测量气泡聚并行为。实验测量了多种液体中不同气泡间的聚并时间，考察了物性参数、电解质氯化钠和氯化钾以及表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的加入对气泡聚并时间的影响。对前人建立的聚并机理模型进行了修正。首先建立了仅考虑惯性力的平面膜模型并进行了求解；其次考察了不同规则形状（球形或椭球形）的气泡间的接触面积和靠近速度在聚并过程中的变化，并将变化的靠近速度作为惯性边界条件，对所建立的轴对称的凸面膜模型进行求解。利用 VOF 方法对大气泡上升过程中气泡或（和）气液界面的形状变化进行计算机模拟，采用计算机图形处理软件将 VOF 模拟的最终结果数据化，作为建立的不对称气泡聚并动力学模型求解的初始和边界条件，并在整个径向空间上进行模型的求解，由此耦合了内外场的流体流动对聚并过程的影响。不同模型的预测值分别与前人的实验数据和本文的实验数据进行了比较，结果表明随着界面形变的准确考察和内外场的耦合，吻合程度逐渐变好。在不考虑界面波动的条件下，初步分析了相界面固体颗粒与上升气泡间的碰撞和剪切作用，为建立气液固三相体系中的气泡聚并动力学模型提供了理论基础。