纳米流体是一种通过在水,导热油、乙二醇等液体换热介质中添加纳米级晶态或非晶态固体颗粒而形成的固液悬浮液,其出色的传热效果使其成为近十五年来研究的热点之一。由于纳米颗粒的尺度非常接近原子和分子水平,范德华力、静电力和布朗力是不可忽视的。分子动力学模拟目前已经成为研究纳米尺度问题的重要方法。本文以氩为基液,将氩基纳米流体作为主要研究的对象,采用L-J势能函数构建Cu-Ar纳米流体模型。主要研究了Cu-Ar纳米流体的导热系数及剪切粘度等重要物性参数的变化规律。导热系数是影响流体强化传热的重要因素之一,而剪切粘度则主要反映了流体的流变特性,本文采用分子动力学模拟方法建立了相应的模型,重点考察了纳米流体导热系数增强与纳米颗粒的体积分数和粒径变化之间的关系;研究了温度、纳米颗粒的粒径和体积分数等因素对纳米流体流变性能的影响,从粒子的扩散系数、均方位移、径向分布函数等微观角度分析了影响纳米流体宏观物理性能的原因。对Cu-Ar纳米流体的导热系数进行模拟研究后发现:Cu纳米颗粒的体积分数和粒径的变化,改变了Cu纳米颗粒间及基液Ar和Cu纳米颗粒间的相互作用,一定程度上改变了纳米流体内部能量传递的过程。纳米颗粒的体积分数越大,纳米流体的导热系数值越高,增长趋势趋于线性;粒径越大,纳米流体导热系数越低,趋势趋于非线性。对Cu-Ar纳米流体的剪切粘度模拟得到:随着体积分数的增加,纳米流体的剪切粘度逐渐增大,而且剪切粘度增大的幅度越来越高,在体积分数较低的条件下,采用NEMD方法得到的相对粘度比通过EMD方法得到的结果更加吻合经典的悬浮液模型,随着体积分数的增大,模拟得到的结果相对模型的预测值变化更为显著。温度是影响纳米流体流变特性的主要因素之一,随着温度的增加,纳米流体的剪切粘度逐渐降低,且变化趋势逐渐趋于非线性。温度的增加使得纳米流体内部原子的运动更加频繁,对于体积分数为3%的纳米流体,温度在105K时其扩散系数相比85K提高了约34%。结合分子动力学理论分析系统温度、纳米颗粒的体积分数和粒径等因素对纳米流体的导热强化及其流变特性的影响,对于开发具有良好的热力学性能和流变性能的纳米流体具有一定的指导意义。