Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist die Entwicklung und Anwendung einer numerischen Bibliothek, welche neue physikalische Einsichten für thermokapillare Strömungen durch Direkte Numerische Simulation von Mehrphasenströmungen erlaubt. Für diese Simulationen werden die Navier-Stokes Gleichungen und die Energiegleichung mittels der Volume of Fluid Methode gelöst. Hierzu werden die zugrunde liegenden Gleichungssysteme für jede Phase konditioniert, über das Volumen gemittelt und summiert, so dass nur noch ein gemeinsames Gleichungssystem vorliegt. Dieses System ist im gesamten physikalischen Gebiet gültig ist und enthält Sprungbedingungen in den Schließungstermen. Die Grenzfläche zwischen den Phasen wird stückweise durch eine lineare Fläche, basierend auf dem Volumenanteil, rekonstruiert. Dies bietet, neben einer scharfen Darstellung der Grenzfläche, Interface-positionen für die Diskretisierung von Grenzflächendaten und die Anwendung von Subgrid-Skalen Modellen. Für den Energietransport in Temperaturform wird ein neuer Algorithmus entwickelt, der Mischgrößen meidet, wie sie sonst in der Einfeld-Formulierung verwendet werden. Die rekonstruierte Grenzfläche wird, basierend auf Cut-cell Methoden, dazu genutzt, zwei Gitter zu generieren, auf denen jeweils die phasenspezifischen, aber nicht gemischten, Größen gespeichert werden. Der Austausch zwischen den beiden Phasen geschieht den Sprungbedingungen entsprechend an der Grenzfläche. Zusätzlich werden die Grenzflächengrößen an den Schwerpunkten dieser Flächen gespeichert. Die thermischen Marangonikräfte werden direkt von solchen Grenzflächentemperaturen durch Diskretisierung des Oberflächengradienten bestimmt. Um parasitäre Beschleunigungen in der Umgebung der Grenzfläche zu vermeiden, wird die Oberflächenspannung balanciert mit der Continuous Surface Force Methode aufgeprägt. Es werden Bibliotheken erstellt und implementiert mit häufig genutzten Kontaktwinkelmodellen und Algorithmen zur Berechnung der verschiedenen Kontaktliniengeschwindigkeiten um die Dynamik der Kontaktlinie darzustellen. Basierend auf einem Kontaktwinkel für jede Kontaktlinienzelle werden die Oberflächenspannung und der Normalenvektor derart angepasst, dass die Grenzfläche mit der Wand den entsprechenden Winkel einnimmt. Für Kontaktlinienpinning wurden drei verschiedene Ansätze umgesetzt und untersucht. Alle neu entwickelten Algorithmen werden in den hauseigenen Strömungslöser Free Surface 3D inkorporiert und sowohl einzeln, als auch in Kombination, ausgiebig validiert. Mit dem so erweiterten numerischen Framework werden im Anschluss thermokapillare Strömungen und deren Potential in industriellen Prozessen untersucht. Zu solchen Strömungen gehören auch kurzskalige Marangoni-Strömungen in Filmen auf gleichmäßig beheizten, strukturierten Oberflächen. Simulationen werden durchgeführt, um den Einfluss von Filmhöhe, der Wandtemperatur, topographischer Änderungen und der Gravitation auf die Strömungscharakteristik, wie die Geschwindigkeit, Strömungsmuster und Wärmetransport zu untersuchen. Zudem werden die physikalischen Mechanismen und Kräfte für thermische Tropfenaktuierung auf einer inhomogen beheizten Wand untersucht. Die Tropfenbewegung wird zwei und dreidimensional betrachtet, wobei eine Bewegung zur kalten als auch zur warmen Seite hin beobachtet werden kann.