电场作用下液滴界面输运和传热特性在电雾化、静电纺丝、电喷干燥、电喷离子化以及原油电脱水等高新技术中扮演重要角色。在这些技术应用过程中,电场下液滴的蒸发、分裂、合并以及液滴的界面传热是发生的最基本物理过程。电场下多组分液滴中不同粒子(水分子、离子和高分子)间复杂相互作用,特殊团簇结构的形成,以及带电粒子的定向运动,导致电场下液滴界面输运和传热过程中出现诸多新问题和新现象。目前,实验和理论研究很难从分子角度揭示液滴中粒子间复杂相互作用,导致新问题和新现象出现的机理尚不明晰,这成为高新技术进一步优化和发展的瓶颈。本文采用分子动力学方法模拟电场下液滴的界面输运与传热行为,研究内容包括三部分：(1)电场下单个导电液滴(溶有盐的水液滴)的蒸发和分裂特性；(2)两个导电液滴的电合并行为；(3)高温带电壁面上水液滴的强化换热。本文研究目的在于揭示电场下液滴界面动力学过程中蕴含的新机理和新规律,同时提出调控液滴界面输运和传热行为的有效方法,为高新技术的优化和发展提供坚实的理论基础。电场下液滴的蒸发和分裂模拟结果表明,电场作用下液滴中加入盐,一方面可以强化液滴的蒸发和分裂特性,另一方面能够优化液滴中分子链形貌。此外,调节液滴中盐浓度,能够有效调控液滴的蒸发和分裂行为。观察液滴中粒子运动轨迹发现,液滴中存在可以自由移动和形成“离子对”两种状态的离子。液滴的蒸发和分裂行为取决于液滴中自由离子数目。自由离子在高压电场下高速运动会导致自由离子逃离液滴,发生子液滴喷射行为,从而强化液滴蒸发和分裂特性。此外,离子与分子链的特殊基团会形成配位结构,离子运动会带动分子链运动,起到优化分子链形貌的目的。因此,在静电纺丝、电喷干燥、电喷离子化等高新技术应用中,向液滴中加入盐可以调控制备产物的质量和性能。电场下邻近导电液滴会发生液滴的合并与不合并行为。当施加电场低于临界电场强度时,两个液滴接触后完全合并；然而,当电场强度高于临界值时,导电液滴接触后发生液滴的部分合并或反弹行为。本部分工作首次从分子角度观察到液滴接触后离子的传递过程,并揭示电荷的传递是导致液滴不合并行为的微观机理。模拟结果还发现,尺寸越大的导电液滴合并与不合并行为的临界电场值越小。施加脉冲电场,可以提高液滴发生合并与不合并的临界电场强度,同时提高液滴电合并效率,更有利于原油的电脱水。当壁面温度远高于液体饱和温度时,壁面上液滴会出现液滴的莱登弗罗斯特现象。即液滴与壁面间出现蒸汽层,严重阻碍液滴与壁面间换热。高温壁面上水液滴的传热行为模拟结果表明,湿润性越强的壁面与液滴间换热量越高,壁面上越容易发生液滴的莱登佛罗斯特现象。当高温壁面带有足够多电荷时,带电壁面会形成高强电场,可以显著强化液滴与壁面间相互吸引,增加液滴固-液界面处水分子数密度。壁面带电能够有效抑制液滴莱登佛罗斯特现象的出现,同时强化液滴与高温壁面间换热。