微流控系统可以将生物和化学领域中的分离、混合、检测和分析等手段集成到微小的芯片上,从而实现生、化反应过程并对产物进行定量解析的功能。微流控芯片技术是当前世界上最活跃的科学研究前沿之一,代表了21世纪生化分析仪器的微型化、集成化发展趋势。微流控芯片中流体的驱动和控制是这项技术的核心内容之一。在微流体系统中,由于尺度的缩小,流体具有较大的比表面积,因而界面上的力对流体的流动会产生较大的影响,使基于表面张力的液滴驱动技术获得了广泛的应用。对表面张力和润湿性梯度驱动的微流体的输运现象进行建模和模拟,有助于更好的理解、掌握并优化微流控芯片的设计。本文采用耗散粒子动力学方法对微流控芯片中的液滴操控行为进行了数值建模和模拟,尝试揭示液滴的运动方式及液滴内部流动特征。为此,本文开发了三维耗散粒子动力学模拟程序,对介观尺度下流体的输运现象进行了模拟和分析,具体工作包括:（1）提出了一种实现可控滑移边界条件的数值方法。微尺度流动不同于宏观流动,需要考虑流动在固体边界上的滑移,该方法可以在模拟中实现可滑移边界条件,滑移的程度可通过参数进行调整。算法的正确性和可用性得到了计算的验证。（2）建立了润湿性梯度驱动液滴的模型,研究液滴在润湿性梯度驱动下的运动过程。发现液滴在润湿梯度驱动下有两种不同的运动机制:当液滴处于疏水表面上,其运动由滚动主导;而液滴部分接触到亲水表面或整体处于亲水表面上,运动则为滚动和滑动相结合。（3）对运动液滴内部三维流场结构进行了解析,勾勒出液滴与表面接触、运动过程中的动态图像和特征。（4）研究了热涨落对液滴运动的影响。发现在润湿性梯度较小的时候,热涨落几乎不影响液滴在固体表面上的运动,而随着润湿性梯度的增大,热涨落促进了液滴的运动。但是,热涨落并不能影响液滴在固体表面上最终停止的位置。（5）基于Lippmann-Young方程,建立了能够研究交流电润湿液滴振荡现象的耗散粒子动力学模型,研究了液滴在不同频率交流电的激励下发生的振荡现象。液滴内部的流场表明,当受到低频电场激励时,由于液滴变形而产生了明显的内部流动。在频率逐渐增加时内部流动会逐渐消失,除了接触线附近的小幅振荡之外,液滴大部分区域并没有明显的流动。这些特征和实验观测的结果是相吻合的。（6）研究了液滴振荡过程中接触线运动的滞后现象。发现接触线运动响应与输入交流电信号之间的相位差随着交流电频率的增加而增加,但是由于液滴的在自身固有频率会发生共振,因此会使相位差-交流电频率变化曲线在液滴固有频率附近发生扭曲。计算同时表明了接触线的振荡幅值A_R随着交流电频率f的增加而减小,以A_R = 1.56×10²·f^-4/5的关系变化。