液滴是自然界中的一类典型和普遍存在的物质形态。液滴的平衡、迁移和运 动、以及液滴之间的相互作用等一直都是流体力学的研究热点。利用温度梯度产 生的表面张力可以驱动液滴热毛细迁移，对液滴迁移规律的探索，实现液滴的主 动驱动控制，不仅有重要的学术意义，同时具有巨大的工业价值。

        依托空间站流体物理实验柜，突破数字全息干涉测温与粒子图像测速同步测 量的关键技术，开展了两相和三相液滴热毛细迁移地面实验研究，实现了对均匀 温度梯度场中液滴热毛细迁移过程的温度场和速度场同时测量。

       讨论分析了均匀温度梯度场中液滴迁移的尾迹和边界层机理。通过对液滴迁 移速度场的测量，首次发现了液滴后部出现速度场为零的区域、四个涡胞结构、 以及双液滴迁移偏离轴线等新现象，并通过数值模拟进行了验证。从力学的角度 对物理现象进行了分析和讨论，分析了多物理场耦合关联以及影响因素，发现无 论是单液滴还是双液滴迁移，母液中液滴后部均出现速度零区、四个涡胞结构； 同相双液滴热毛细迁移时，后继大液滴迁移速度受到前导小液滴对温度场扰动的 影响，会比孤立迁移时小；三相双液滴迁移过程中，当后继小粘性小直径液滴追 赶并超越前导大粘性大直径液滴后，液滴中心连线发生了逆时针转动。分析了 Ma 数对液滴迁移距离和液滴迁移速度的影响，与前人的研究结果一致，并补充 了 Ma 数增加时液滴迁移速度的变化规律。

       在深入了解均匀温度梯度中温度场与速度场的耦合作用后，更进一步地研究 了局部温度梯度场对液滴的作用机理，提出了利用激光在液滴周围建立局部温度 梯度完成驱动且较精准控制液滴热毛细迁移方向的方法。通过数值模拟激光驱动 控制液滴过程的流场结构，验证了该方法的可行性；确定了在固定实验工况下能 够在液滴附近产生局部温度梯度的激光，搭建了自动识别和跟踪液滴的实验平台， 实现了局部温度梯度驱动并控制液滴热毛细迁移；并利用数字全息干涉系统实时 测量了激光驱动控制液滴过程的温度场分布。当激光直径不同时，会影响母液中 温度分布情况，造成高温区与低温区分布位置相反，从而影响温度梯度方向，使 得液滴在水平方向上朝向激光入射点或背离激光入射点运动，证明了激光的确控 制液滴迁移的方向。

       依托“空间三相多液滴迁移行为研究”实验项目研制了空间实验载荷“三相 液滴载荷”，开展了从母液中排出液滴或气泡的关键技术攻关，并在微重力环境 中完成了该关键技术验证及前期气泡热迁移实验。