高功率燃油喷射发动机燃烧室内环境往往处于超临界环境。当流体处于超临界状态而成为超临界流体时,流体会呈现出与常规环境下的亚临界流体截然不同的状态,此时流体的表面张力消失、粘性跟空气相当,气液相界面不再清晰。流体燃料物性的这种跨临界变化,对发动机喷雾燃烧过程会产生重要的影响。虽然亚临界流体和超临界流体的物性参数已经可以由实验或经验公式获取,但由于流体物性跨临界变化过程的非稳定跃变特性,流体物性的跨临界转变规律一直没有得到很好的认识,特别是对单一液滴从亚临界状态向超临界状态的非平衡转变过程。本文将以单个液氮液滴为研究对象,采用分子动力学（MD）方法研究液滴在外部加热情况下逐渐从完全亚临界状态——部分超临界状态——完全超临界状态的转变过程中液滴表面张力分布特性和粘度变化规律。首先,采用分子动力学（MD）方法对亚临界环境下液氮表面张力分布和粘度的变化进行研究,获得了液氮在亚临界环境下的密度、温度、压力和粘度分布,并且将模拟结果与实验值相比较,验证了所选取参数的可靠性和程序编写的正确性。模拟结果表明:液氮在亚临界环境下,随着模拟温度的升高,气液界面层的厚度逐渐增大,气液相密度差逐渐减小。环境的温度和压力的变化会对液氮界面行为产生重要的影响,随着温度的升高,液相区分子运动到气相区,导致了气相和液相之间的压力差逐渐减小,表面张力减小。然后,通过热浴法控制模拟系统边界温度,在此基础上对整个系统进行加热,将环境氮气的温度逐渐传入液氮,使液氮液滴经历了逐渐由完全亚临界转化为完全超临界状态的过程。模拟结果表明,当环境从亚临界向超临界转变过程中,气液相之间的密度差值逐渐减小,界面厚度逐渐增大。表面张力随着界面层中呈线性分布状态,粘度与温度边界层厚度变化相匹配。当液氮完全处于超临界状态时,密度近似于直线,气液相界面区域消失,界面厚度也消失,内外压差几乎为零,表面张力消失,与超临界环境下流体表面张力消失的现象符合。