液滴碰壁过程常见于工业设备中,因其较强的质热传递能力被广泛应用在能源、动力、化工、冶金和航空航天等领域,对此过程的深入理解往往对相关工业设备中的关键技术起着决定性的作用。同时,液滴碰壁作为一种典型的自由表面流动问题,一直以来都是学术界研究的焦点。国内外对液滴撞击固体壁面进行了较全面的研究,但是对液滴撞击润湿壁面,尤其是撞击倾斜和弯曲润湿壁面的动力学特性还知之甚少。本文采用实验观测和数值模拟的手段,对液滴碰撞润湿壁面进行了系统、深入的研究。建立了二维不可压缩层流计算模型,采用耦合的水平集-流体体积法对液滴撞击水平液膜进行了数值模拟,通过与大量实验数据进行比较,验证了此方法在液滴碰撞模拟中的有效性。对颈部射流的形成机理进行了解释,发现射流主要缘于液滴-液膜接触区域的局部较大压差。分析了气相参数对水花形态及液滴融合过程的影响,指出气相密度和粘度均会对水花与液滴融合演变过程产生重要作用,并对相关作用的物理机制进行了探索。研究了液滴撞击过程对液膜与壁面之间传热性能的影响,讨论了热流密度的分布规律及撞击速度、液膜厚度和液滴直径对平均热流密度的作用。采用高速摄像仪观测了液滴撞击倾斜润湿壁面过程,分析了撞击后出现的现象。指出采用法向临界Weber数来表征飞溅发生可有效消除撞击角带来的影响,并对前、后铺展因子进行了讨论。受惯性力和重力的共同影响,前铺展因子随撞击角的减小而增大,而后铺展因子则呈现出相反的规律,且随着撞击角的减小,Ohnesorge数对后铺展因子的不利影响减弱。揭示了液滴前、后初始铺展速度均随撞击角增大而升高的变化规律。三维数值模拟液滴在倾斜润湿壁面上的铺展变形过程,展现了液膜内的压力积聚效应。实验及数值研究了液滴撞击润湿圆柱壁面和润湿球面的动力学过程,分析了撞击目标与液滴曲率比对撞击现象的作用。总结出了液滴在润湿圆柱壁面反弹、铺展及水花的特征参数变化规律,归纳出了液滴沿圆柱母线方向铺展因子的预测模型及水花宽度的经验公式。分析了液滴反弹临界数随曲率比的变化,发现反弹临界Weber数上限随曲率比的减小而增大,当曲率比小于0.5时,上限值保持恒定。依据能量守恒原理,理论分析了液滴反弹过程,获得了预测反弹临界Weber数下限的理论公式。以实验观测数据为基础,提出了液滴在润湿球面铺展因子的线性增长模型,确定了球面弯曲效应对飞溅临界Weber数的影响：当曲率比小于0.224时,飞溅临界Weber数几乎不随曲率比的减小而变化,润湿球面的弯曲效应消失。