浸润是指液体与固体发生接触时,液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象,浸润现象在武器装备防腐蚀涂层的喷涂过程中非常常见。其研究对深入理解流体介质与物质表面间的相互作用具有重要的科学意义和工程价值。经过研究人员的不断探索和总结,人们逐渐认识到浸润现象在空间区域跨越了宏观尺度、介观尺度和微观尺度,并且在时间维度也表现出很强的跨尺度的特性。由于这种时间和空间尺度的跨尺度特性,无论是实验研究还是数值分析,全方位揭示液滴动态浸润现象的内部机理均具有非常大的挑战性。因此,建立高效、准确的浸润现象的跨尺度数值模拟框架,能够为人们加深对其背后机理的理解和有效的控制提供强有力的工具。光滑耗散粒子动力学（SDPD）是一种拉格朗日型无网格粒子方法,可以理解为将宏观光滑粒子流体动力学（SPH）方法与介观耗散粒子动力学（DPD）方法耦合起来的粒子方法。DPD系列方法具有模拟多尺度问题的能力,通过方法内部自适应过渡实现多尺度模拟,克服了不同尺度方法耦合出现的虚假应力波反射问题。而SDPD方法具有DPD方法的特点,同时结合了基于连续介质力学的SPH方法的特点,与SPH根本的区别在于尺度差别。介观尺度的SDPD方法考虑热涨落对系统动力学行为的影响,而宏观尺度SPH方法中,热涨落的影响将不再明显或者消失。在这启发之下,进行SDPD与SPH的多尺度耦合计算将更加自然。本文首先发展了一种多相光滑粒子流体动力学模型,并用其模拟了非对称浸润性表面上的液滴铺展。使用数量密度近似质量密度,颜色函数计算不同相之间的界面应力,采用粒子位移技术使粒子分布更加规整,得到了一种精度更高的多相SPH模型。在验证了多相SPH模型的有效性后,应用该模型研究了液滴在光滑壁面上和具有非对称浸润性（两侧表面张力系数不同）的表面上的铺展,以得到液滴宏观浸润的一般规律。模拟结果表明,铺展特性与非对称表面两侧的表面张力比密切相关。根据不同的铺展形式,得到接触角模式图,清晰地描述了表面张力比、两侧接触角和铺展模式之间的关系。此外,通过分析四种模式下速度的演化,得到了速度变化和分布的一般规律。最后,对单向铺展模式进行了理论研究,提出了可以定量描述液滴在壁面上运动的理论解,而且理论解与决定液滴位移和速度的两个无量纲数相关联。其次,基于多相SPH方法模拟了液滴在表面张力梯度表面上的自运动。采用不同的表面张力梯度润湿形式驱动液滴自运动,通过对比分析,得到了利于液滴自运动的表面梯度润湿形式。从液滴外轮廓、速度场和质心位移等角度对梯度表面上液滴运动的动态过程进行了分析。为液滴自运动研究提供了相关的理论基础。在此基础上,再将随机力及耗散作用耦合到SPH的框架下,形成了SDPD模型。而后通过自扩散、泊肃叶流动和圆柱绕流对SDPD代码复现,并对随机力、简单和复杂流动的精度进行了验证。同时,在分析过程中,本文还提出了一个无量纲数,即宏观介观临界雷诺数（MMCR）,它可以确定流动的宏观流动状态、介观流动状态和过渡流动状态。利用SDPD对泊肃叶流、库埃特流和圆柱绕流在不同雷诺数下的模拟数据,分析了不同流态下的期望值、方差、峰度、空间自相关等统计信息。结果表明,所提出的MMCR可以作为区分不同流态的准则。最后,本文基于SDPD和MMCR提出了一种多尺度框架,并对液滴浸润进行了模拟。该多尺度框架为:在需要观察细节和雷诺数小于MMCR的区域开启随机作用,其他区域关闭随机作用。这样提高计算效率,同时能在需要的区域达到精度和尺度要求。为了更准确和方便地模拟多相相互作用,我们提出了一种新的多相作用力模型,这种模型以粒子间作用力为基础,加入了形式上一致的排斥力。通过模拟不同接触角,对新的模型进行了验证。分别应用SPH、SDPD和多尺度方法对液滴在光滑表面上的浸润进行了研究,并对计算效率,速度场等进行了对比分析。从包含随机力的Navier-Stokes方程推导出了液膜厚度变化的关系式,明确了随机力对浸润的影响,通过模拟不同温度下液滴的铺展也证明了其正确性。最后,对液滴在粗糙表面上的铺展进行了模拟,结果表明,水平粗糙度更具有决定性,可以导致浸润状态的改变,并且使液滴最终钉扎在水平凸起处,而竖直粗糙度只是强化状态。粗糙度不大于粒子间作用范围时,能够明显改变浸润状态,超出后,作用微弱。综上,本文发展了多相SPH方法,并研究了液滴在非对称,甚至梯度浸润性表面上的液滴的铺展、运动行为。建立了SDPD多尺度模拟框架,研究了随机力响应下简单、复杂流动和浸润现象随随机力大小变化的演变规律,复现了SDPD的特性。通过分析、凝练提出了表征随机作用下流态转捩的无量纲数MMCR。结合该无量纲数,建立了高效、准确的多尺度SDPD框架,并应用该多尺度框架对液滴在光滑表面和粗糙表面上的浸润进行了研究。分析了不同粗糙度下的液滴状态及其产生的原因,并将随机力在状态转变中作用进行了阐述。