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本文利用数值模拟和理论分析的方法，研究了微重力环境下半浮区液桥的热毛细对流及其不稳定性特征。对固定边界和旋转边界两种情况的热毛细对流进行了数值计算，分析了热毛细对流的流场和温度场。利用线性小扰动不稳定性分析方法研究了流动的不稳定机理。
首先介绍了微重力环境下半浮区液桥物理模型。给出了半浮区液桥的方程组和边界条件，简要地介绍了数值计算方法-谱方法。计算了Ma=10000，15000，20000时热毛细对流的速度分布和温度分布，给出了三种不同Marangoni数时速度最大值的坐标位置。同时，作者还计算了不同体积比(y=0.6-1.1)时热毛细对流的速度分布和温度分布，并给出了不同体积比时速度最大值的坐标位置及随体积比的变化趋势。在温度分布图中，分析了等温线与中心轴交点坐标的取值及变化趋势。研究了不同Marangoni数时自由面速度剖面和温度剖面的特性。对于不同Marangoni数曲线的速度剖面，在z=0.6时，剖面的速度值接近于零。不同Marangoni数的自由面温度剖面呈S形。而且这种趋势随着Marangoni数的增大而更加明显。在不同体积比的自由面速度剖面分析中，作者发现，整体的速度分布呈z形。不同体积比的自由面温度剖面之间，对于同-z值，体积比越大，温度越高。
利用三维小扰动不稳定性分析方法研究了固定边界的液桥热毛细对流的稳定性。在稳定性分析中，作者首先研究了自由面规则化因子δ对于计算结果的影响。然后，给出了不同体积比(V=0.3和0.6)小扰动增长率、扰动频率和Marangoni数之间的关系曲线。计算了V=1，A=0.75，Pr=100时的临界Marangoni数和临界振荡频率，并与实验结果进行了比较。同时，作者还给出了不同长宽比，临界Marangoni数与体积比之间的关系曲线。当A=0.6时，临界曲线是不连续的，在0.7≤V≤1.1之间出现了间断，即对应的临界Marangoni数已经远大于50000。最后，作者还给出了小扰动与基本流动叠加在一起的速度分布和温度分布。从图中可以观察到，温度分布的反对称结构，以及小扰动流对于基本流动的影响。
在液桥固定边界研究的基础上，作者给出了旋转边界液桥模型的基本方程和边界条件。并以10号硅油实验液体为参数，给出了不同Maranoni数，不同旋转速度的计算结果。首先，作者把旋转条件的计算结果与固定边界进行了对比分析。发现，旋转边界条件在热毛细流动中起到了均匀流场的作用。整个纵剖面的速度最大值减小，涡旋也更加靠近液桥中部。与固定边界相比，旋转边界的剖面温度分布也更加均匀，整体温度从热端向冷端靠近。同时，作者还给出了对于同一旋转速度，不同Marangoni数(Ma=10000、20000)的速度分布和温度分布。从自由面上的速度剖面和温度剖面可以看出，Marangoni数越大，对应的速度和温度值越大。
在固定边界的不稳定分析基础上，作者推导了旋转边界条件下的小扰动方程和边界条件，并给出了V=1，A=1，Pr=10的临界Marangoni数和临界振荡频率。