数值模拟是研究流动和传热的重要手段。近年来,微、纳流体设备在医学、生物工程、化学工程等领域得到了广泛应用。伴随的微、纳尺度流动研究无论是在科学还是在工程上都意义极大,因此成为了一个非常热门的研究方向。与宏观基于连续性假设的流体流动相比,微、纳尺度流动有其不同的特性。一方面流动受到速度滑移、毛细作用、波动耗散、稀薄效应等影响;另一方面,流动介质往往很复杂,如DNA、血细胞、悬浮物和大分子等。在某些更复杂情况下,微、纳尺度流动往往还受化学反应和其它物理场如电场、磁场的影响。因此基于求解连续性方程的方法并不很适用于微、纳流动研究,迫切的需要一种多尺度计算模拟方法。耗散粒子动力学方法(dissipative particle dynamics,DPD)对这类流体流动与传热问题具有广泛的适用性,它不需要离散纳维斯托克方程,却可以同时模拟宏观、介观、微观问题。耗散粒子动力学方法目前处于快速发展阶段,有很大的开拓空间和研究潜力。因而本文采用耗散粒子动力学方法研究流固耦合传热现象,并针对这种方法难以模拟开口流动的弊端,提出相应的算法,应用到疏水性通道滑移流动的研究中。首先,本文系统地介绍了DPD方法模拟流动与传热问题的理论基础,主要是解析DPD控制方程各项的含义。此外,本文详细地阐述了耗散粒子动力学编程的相关问题,包括模拟参数选取、边界条件、积分方法,提出一种新的数值模拟方案来确定耗散粒子动力学方法中介观参数对应的宏观物性。另外,本章比较了耗散粒子动力学和光滑粒子动力学的两种粒子方法的共性和异性,用两种方法同时模拟了非稳态泊肃叶流动。流固耦合传热现象是工程中普遍的现象,流体、固体边界上的温度和热流是计算的一部分,而不能事先给定。不同的耦合传热问题具有不同的尺度,例如微通道强迫对流传热需要考虑管壁内的热传导,可以归结为微尺度耦合传热问题;而导热体对自然对流的影响可以归结为宏观尺度耦合传热问题。针对耦合传热问题,以往研究者用有限体积、有限差分和格子玻尔兹曼方法进行了研究。本文首次用耗散粒子动力学研究耦合传热问题。本文根据有限体积法模拟耦合传热问题的思路,提出了相应的耗散粒子动力学算法。接着用耗散粒子动力学模拟了微通道耦合传热和内含导热体热源的自然对流。在前者中发现,如果固体壁面的导热系数比流体大很多,就可以忽略壁面的热传导。在后者中发现,导热体热源大小以及流、固导热系数比对流场和温度场有不同的影响,热源到达一定值后,热源右侧流场会出现额外的回流圈;同时流、固的导热系数比增大,高温壁面努塞尔数会下降。开口流动边界条件的处理是耗散粒子动力学的基础性问题也是难点问题。微纳通道内流动研究有重要的意义,然而以往耗散粒子动力学在研究管道内流动时,往往采用周期性边界条件来避免处理流入和流出边界条件,这极大的限制了方法的应用范围。另一方面,目前耗散粒子动力学在传热方面的应用局限于封闭几何内的传热问题,而对管道内传热研究较少,这也是因为没有有效的开口流动边界算法。因此本文总结了以往研究者对流体流入和流出的边界条件的方案,并在其基础上,提出了简单有效的耗散粒子动力学开口流动边界算法;并用管内未充分发展流动和后台阶流动进行了充分验证;接着研究了疏水性通道管内开口流动和来流速度均匀的微通道内耦合传热;在前者发现,疏水性对入口段长度没有影响,滑移长度沿着流向逐渐变小,到不变。在后者发现,平均流率决定温度分布,固体和流体的导热系数比越大,流体被加热的越快,流固界面的沿程努赛尔数越低。本文的研究表明,DPD方法是一种有效可靠的多尺度数值方法。在模拟宏观问题上有不错的效率和精度;同时在模拟微观问题上基于粒子的方法不用求解纳维斯托克方程有得天独厚的优势;粒子方法也能容易建模来模拟复杂流体如DNA和血细胞等介观流动。