随着对于多孔介质研究的深入以及高新技术领域不断提出的高要求,迫切需要了解微纳米多孔介质中的热质传递规律。本文采用分子动力学模拟并结合理论分析和实验研究对纳米颗粒热导率、纳米尺度接触热阻、纳米多孔结构热导率和纳米尺度流动四个方面的内容进行了研究。模拟计算了立方形和球形两种形状纳米氩颗粒的热导率,研究了颗粒形状对颗粒热导率的影响,拟合获得了能较好预测氩颗粒热导率的表达式;采用EAM势能模型对纳米镍颗粒因晶格振动产生的热导率进行了MD模拟研究,并结合电子导热对热导率的贡献得到纳米镍颗粒总的有效热导率,拟合获得了能较好预测镍颗粒热导率的表达式。对材料实际接触中有缝隙存在而导致的接触热阻建立了两个模型进行MD模拟,并考虑了近场辐射的影响,发现接触热阻随微接触面积增大而快速下降,随着微接触厚度增大而增大。通过拟合获得了预测纳米尺度接触热阻的表达式。结合微纳米尺度多孔结构中的热传递过程分析了已有宏观尺度多孔介质热导率模型应用在纳米尺度多孔材料上面临的问题,通过颗粒热导率和纳米尺度接触热阻的研究结果对已有模型进行了修正。通过Hot Disk测量了纳米镍颗粒堆积床及微米镍颗粒堆积床热导率,发现用修正后的模型计算结果与实验结果比较接近。采用MD模拟对纳米通道内液体流动进行了研究,发现壁面疏水/亲水程度仅影响紧靠壁面处液体的速度梯度和主流区抛物线型速度分布的“起点”速度,并未造成液体在壁面处速度不为0;当所加外力场较大时,通道内的流动不再属于Poiseuille流动;滑移长度体现了固壁和流体之间相互作用的内在特性;壁面突起可以影响壁面特性、改变滑移长度,但对液体粒子数密度分布基本没有影响,对流场的影响随着远离变截面位置而快速减弱。对水在纳米通道中流动进行了初步实验研究,得到去离子水在一种平均直径为240 nm亲水性圆孔里流动的滑移长度为-17.8～-19.1 nm。