液体透镜是一种利用透光液滴来成像的光学元器件,具有镜面光洁度高、重量轻、变焦范围广和变焦速度快等优点,可以大幅度降低人造卫星中光学成像设备的重量和制造成本。本论文主要研究基于磁场控制的液体透镜,采用铁磁流体液滴作为致动流体来驱动液滴微镜头变焦。在磁场控制的液体透镜中,最为关键的问题是如何有效地对多相流中液滴的形变进行控制。为此,本论文对液滴的形变及其控制展开了基础研究,旨在更好地掌握液体透镜的形变机理和变焦规律。本论文首先采用数值方法研究了非润湿铁磁流体液滴在磁场作用下的形变机理,分析了铁磁流体悬滴在形变过程中的流场和磁场分布以及形变动力学特性。数值计算中,采用了水平集方法来捕捉多相流的界面轮廓,联合了多个物理场模块进行耦合模拟。在掌握磁场和流场的耦合机理以及悬滴形变规律的基础上,搭建了全套的数字微流体实验平台,对铁磁流体座滴的形变进行了相关的实验和数值模拟。分析了具有移动接触线问题的座滴形变及其在磁场作用下的变化规律,并高精度地拟合了水基铁磁流体的磁化曲线。最后,在掌握磁-流-固耦合机理和座滴形变规律的基础上,设计了一种利用磁场作用下铁磁流体座滴形变来驱动的液体透镜,采用数值方法研究了该透镜的光路分布以及聚焦规律,为液体透镜在航空及航天器上的应用打下了理论基础。