多孔介质中气泡的输运调控广泛存在于自然界及工程中的各个领域。合理配置多孔介质结构参数,可以加快气泡在多孔介质中的运动速度,从而强化气液两相流动与换热过程,对优化过程背景有着重要的意义。然而目前研究者更多关注于气泡运动特性本身,并针对较为简单的通道结构或绕流物时两相流动开展研究,基于多孔介质结构和润湿特性的调控对气泡输运特性的影响研究较少。格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann method,LBM)作为一种介观尺度的模拟方法,在处理复杂边界问题以及多相流过程中具有独特的优势。本论文以毛细输运过程为背景,通过LBM在孔隙尺度对多孔介质中气泡的输运特性进行了研究。分析了在维持一定毛细压力的同时,通过设计孔道结构和调控润湿性等方法,使气泡能够更快速地通过多孔介质层。论文的主要工作包括以下方面:根据格子Boltzmann伪势模型建立了多孔介质内的流动模型。通过对Maxwell构造理论、流体表面张力、壁面润湿性、气泡上升过程的形貌特征等算例,对模型进行了验证,模拟结果与已有文献吻合较好。针对气泡通过多孔介质的运动过程,分析了多孔介质孔隙率、壁面润湿特性、孔道排布及气泡水平方向初速度等对气泡输运过程和流场的影响。综合权衡气泡通过多孔介质所用时间、与壁面接触面积以及孔道毛细压力等因素,获得了多孔介质的孔隙率设计范围及孔道排布方式的选择依据,并发现壁面润湿性对气泡运动特性有着显著影响。还获得了在实际输运过程中,可以使气泡存在一定的水平方向初速度,从而能够更快地脱离多孔介质的策略。针对复杂多孔介质中气泡的输运调控,首先模拟了润湿性梯度表面上气泡的运动过程,证明了润湿性梯度结构可引导气泡的自发运动,并分析了不同润湿性梯度以及气泡尺寸对气泡自发运动过程的影响。并基于此,设计了两种润湿性组合结构,探究不同孔隙率及润湿性差异下气泡的输运特性。此外,将润湿性组合结构改进为润湿性梯度多孔结构。研究了不同润湿性梯度对气泡输运过程的引导作用,得到了最适宜毛细输运过程的多孔结构。并通过对气泡进行受力分析,说明了润湿性梯度结构对气泡的引导作用以及气泡运动过程中阻力减小的原因。为毛细输运过程中的孔道设计提供了相关理论基础与设计依据。