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液滴广泛存在于多相分离、化学制药等工业生产过程中，在微重力条件下，液滴运动规律与行为的研究在空间材料制备、空间流体管理等方面有着巨大的应用价值。在微重力环境中，由于母液中存在温度梯度，导致液滴界面上产生界面张力梯度，进而驱动液滴在母液中进行热毛细迁移。 本文研究的是液滴热毛细迁移运动，通过密度匹配的方法在地面上模拟微重力环境开展液滴热毛细迁移及相互作用研究。本论文工作是国际上首次使用数字全息干涉技术对液滴热毛细迁移过程进行测量，可以根据液滴位置获得迁移速度，同时本文在二维场重建基础上解决了二维背景温度场与轴对称扰动温度场耦合重建的关键问题，通过对全息图进行数值重建、相位去包裹、轴对称反演等过程，可以对液滴周围温度场分布进行定量测量，同时获得液滴迁移过程中的速度和温度场数据，进而首次研究液滴迁移速度与温度场的耦合关系。数字全息干涉技术具有全场测量、非接触式、实时检测、定量测量、高精度和高灵敏度等优势，适合对液滴热毛细迁移实验进行测量。 对于单液滴热毛细迁移实验，测量了液滴的速度和周围温度场分布。实验表明，液滴周围为低温区域，并且在液滴后部观察到热尾迹。该结果与前人的理论分析和数值模拟结果相符。分析了液滴迁移速度与液滴周围温度场的耦合关系，发现实验中液滴实际迁移速度小于YGB理论迁移速度，并且液滴界面上实际温度梯度小于YGB理论计算得到的液滴界面上温度梯度。讨论了Ma数对单液滴热毛细迁移的影响。结果表明，无量纲界面温度差随着Ma数的增大而减小;热尾迹区域长度随着Ma数的增加而增加。 对于两相双液滴热毛细迁移及相互作用实验，与以往的研究不同，本文在实验中获得了液滴周围的温度场数据，并且选择液滴迁移速度与温度场的耦合关系这一全新的角度，揭示两相双液滴热毛细迁移及相互作用的物理规律，观察半径较大的后继液滴追赶半径较小的前导液滴的过程。实验发现，当两个液滴一起迁移时，液滴周围的温度场影响另一个液滴的迁移。通过分析液滴迁移速度与液滴周围温度场的耦合关系，发现对于前导小液滴，前导小液滴界面处最大温度差大于其单独迁移时界面处最大温度差，前导小液滴的迁移速度大于其单独迁移时的速度;对于后继大液滴，后继液滴界面处最大温度差小于其单独迁移时界面处最大温度差，后继液滴迁移速度小于其单独迁移时的速度。并且还研究了初始无量纲中心间距对两相双液滴热毛细迁移及其相互作用的影响。实验结果与前人的理论分析和数值模拟结果相符。 本文开展了前人从来没有进行过的同轴三相双液滴热毛细迁移实验，由于不同物质组分的两个液滴之间的粘性系数不同，液滴的迁移速度会随着液滴与母液之间的动力学粘性系数之比的增大而减小，实验中半径较大的前导液滴的粘性系数较大导致迁移速度较小，半径较小的后继液滴的粘性系数较小导致迁移速度较大。实验中可以观察到半径较小的后继液滴追赶半径较大的前导液滴，然后经过一段时间的相互作用之后，两个液滴以相似的速度迁移的过程。对比分析了三相双液滴与两相双液滴热毛细迁移及相互作用的异同。