制造微纳米尺度的马达一直是人们的愿望。以自生梯度驱动的微纳颗粒系统是其中的一种典型代表,这种颗粒被称之为Janus颗粒。Janus颗粒是一种两侧具有相异的表面/化学物质的颗粒,由于两侧性质的差异可以在颗粒周围建立非对称的电场、浓度场、温度场等梯度场,在这些自生梯度场的作用下会形成非对称的力并驱动颗粒运动。Janus微马达在药物的靶向输运及微流控装置中的自主载体等方面都具有重要前景。本文将以自建浓度梯度驱动的Pt-SiO2型Janus颗粒作为研究对象,研究微米级单颗粒的自驱运动。格子Boltzmann方法是基于微观动理论的介观统计方法,其微观粒子背景使得它可以比较直观的处理流体内部以及流体与周围环境的相互作用。本课题利用格子Boltzmann方法在微尺度多组分流动方面有独特的优势来研究Janus颗粒的驱动力,分析、总结和归纳出其运动规律。Janus颗粒的运动动力—扩散泳力,来源于溶质分子对Janus颗粒的不平衡撞击。常用的宏观、微观方法很难建立这一作用力模型。因此扩散泳力的计算方法一直是Janus颗粒自驱运动课题的重点及难点问题。本文首先采用Córdova-Figueroa提出的渗透压推进机制来计算扩散泳力。通过对流场、浓度场的模拟,计算Janus颗粒的扩散泳力。并对Janus颗粒自驱运动及不同初始浓度模拟结果进行分析。结果表明流场速度为0时的扩散泳力与不为0时的扩散泳力基本一致,可以忽略流场对扩散泳力的影响。随着溶液浓度成倍增加,扩散泳力增大,但后期扩散泳力趋于稳定。对同一粒径Janus颗粒,扩散泳力与反应速率成正比。基于格子Boltzmann方法特有的计算流体—固体颗粒间相互作用的方法—动量交换法,本文提出了对于溶质粒子碰撞所形成的扩散泳力的新计算方法。模拟分析了粒径2μmJanus颗粒的自驱运动。并通过与实验数据对比,发现扩散泳力与粘滞阻力数量级上一致,验证了扩散泳力模型的合理性。通过修正系数α,修正了模拟误差,并分析讨论了修正系数变化原因。在此基础上,忽略近壁效应对Janus颗粒运动的作用,研究不同形状因素对自驱运动特性的影响。基于动量交换法,研究了五种不同形状的Janus颗粒的自驱动,结果表明对于体积相同,形状不同的Janus颗粒,扩散泳力、自驱动速度主要与轴线投影面积呈正相关。对于相同体积相同投影面积的Janus颗粒,反应面积大的形状,扩散泳力、自驱动速度更大。