中国是世界第三大冻土国,冻土面积占国土面积约21.5%,达到了140万km2。冻土的产生主要是由于水分子之间的氢键相互作用,导致水在凝固时体积产生热胀冷缩,对建造在其上的各类建筑安全性造成严重危害。传统的模型无法确切描述水分迁移的过程,对于其微观解释的研究还十分有限,这需要通过研究微尺度下水的输运行为。在微观水输运研究中,水的结构和动力学特性涉及到复杂的物质和能量运输方面,具有许多重要的特征,并且在能量储存、输运,海水淡化,气体过滤等方面有着广阔的应用前景,也是流体力学和微观力学的热点问题。实验往往很难实现纳米受限流体的研究,使用分子动力学模拟的方法在石墨烯和碳纳米管等低维材料中研究纳米受限流体已经得到了越来越广泛的应用。本论文通过分子动力学的方法对不同形状碳纳米管中受限水的输运规律以及结构和动力学行为进行了研究,主要内容如下:（1）对半径为0.5 nm、0.7 nm、1.0 nm、1.5 nm的圆形碳纳米管中水输运现象和机理进行研究。通过与先前的文献进行对比,碳纳米管中的摩擦系数随着半径的增大而增大。在半径为0.5 nm的碳纳米管中存在分层水结构,这是该半径下碳纳米管摩擦系数较小的原因。通过二维密度分布,轴向分布函数和第一层水分子偶极方向分布分析发现:水输运过程中,水团簇结构的变化是影响其输运速度的主要原因,并且其结构特性会在碳纳米管半径增大的过程中发生明显变化。在分析了圆形碳纳米管受压形变对水输运的影响,总结得出受压形变与固液摩擦之间的线性关系。（2）构建了石墨烯层间和内切圆半径分别为0.5 nm、0.7 nm、1.0 nm、1.5 nm的碳纳米管,这些碳纳米管的横截面形状分别为正三角形、正方形、正六边形、正八边形。模拟分析得到的结果表明,所有形状的碳纳米管固液界面摩擦都随着半径的增加而增加,但呈现出圆形碳纳米管和石墨烯层间摩擦系数变化规律的结合:半径小于1.0 nm,多边形碳纳米管的摩擦系数随半径增大而增大,并且在相同半径下,通道越接近圆形碳纳米管摩擦系数越小;半径大于1.0 nm,多边形碳纳米管的摩擦系数不随着半径发生改变。通过分析二维密度分布,管道壁面势能分布,轴向分布函数和第一层水分子偶极方向分布这些物理机制,发现势能分布变化和水结构变化是影响多边形碳纳米管与水之间摩擦的主要原因。