沸腾是工质内部形成大量气泡并由液态转换到气态的一种剧烈汽化过程,其传热方式是工质通过气泡运动带走加热面热量并使其冷却的传热过程。重力热管就是利用其原理的一种高效传热换热设备。由于热管具有高效传热的特点使其在诸多领域,如工业生产,航空航天等均得到广泛的应用,因而备受研究者们关注。在众多的沸腾、冷凝传热强化技术中,通过改变表面特性（如粗糙度和润湿性）来强化传热越来越引人注目。本文根据格子Boltzmann方法的微观本质和介观特点,采用伪势格子Boltzmann方法气液相变模型,对不同润湿性表面的沸腾、冷凝换热进行数值模拟研究。为有效的避免多气泡相互作用而产生的非线性复杂现象对研究结果的影响,首先在局部换热条件下,通过气泡自动成核、界面自动演化的特点,依据模拟的温度场和速度场的微观细节,来详细分析、研究不同润湿性固体表面的单气泡成核机理及壁面换热效果。既克服了宏观流动模型在模拟核态沸腾时,需要提前布置种子气泡,从而难以研究气泡成核机理的缺点,也克服了分子动力学中Lennard-Jones势无法准确描述流体分子与壁面固体分子作用力的缺陷。然后,本文依据实验研究结果,将研究范围扩展至多气泡,绘制了非混合润湿性表面的沸腾曲线。并在此基础上,结合单气泡不同润湿性固体表面换热特点,研究了混合润湿性表面的气泡成核、生长过程及换热特点,提出了一种新的混合方式来达到沸腾强化换热的目的。又建立了气液冷凝数值模型,根据不同润湿性表面的冷凝现象及换热特点,构造了一种新的混合润湿性表面冷凝结构,提高了冷凝换热效果。为了将混合润湿性的研究结果应用到实际,在上述研究的基础上,本文通过格子Boltzmann方法对不同润湿性重力热管进行了数值模拟,并结合实验进行对比分析,找出使重力热管换热性能明显提高的最佳润湿性组合,为实际应用提供依据。