耗散粒子动力学（DPD）属于介观尺度类数值模拟方法。1992年，P.J.霍赫布吕格和J.M.V.A.克尔曼结合分子动力学（MD）和格子气自动机的优点，开创性地提出了DPD方法。P.埃斯帕尼尔和P.沃伦将涨落-耗散定理引入DPD方法中，奠定了DPD方法的统计力学基础，同时指出时间离散在DPD方法中的重要性，模拟系统的温度与系统的振动有直接关系。随后，R.D.格罗特和沃伦研究高分子系统自由能时，发现DPD方法的排斥参数与模拟系统的弗洛里-哈金斯参数存在一一对应关系，这为DPD模型与实际系统之间提供了映射关系，使DPD方法成为联系原子模拟和介观模拟的桥梁。P.V.科文尼和G.De法布里蒂斯将传统具有固定大小和质量的DPD粒子定义成大小和质量都可变的沃罗诺伊（Voronoi）格子，使得DPD粗粒化更加灵活，从而将DPD方法拓展到处理多尺度问题中。D.弗伦克尔等结合自由能解析表达式推导出非理想流体的保守力形式，提出了一种多体DPD方法。刘谋斌等人发展了远程吸引近距排斥作用势，从而将DPD方法推广应用于含气-液-固三相共存系统的动力学特性研究。

DPD方法基于牛顿运动定律求解粒子间相互作用，可以视为一种粗粒化-分子动力学（coarse-grained molecular dynamics; CGMD）方法，即将每个DPD粒子视为多个原子或分子的集合，用软核作用势代替MD方法中原子或分子间的硬核作用势（如兰纳-琼斯势）。与经典MD方法相比，粗粒化可以大幅度增加数值积分的时间步长，可以模拟时空尺度更大的问题，但也导致了分子水平上细节信息的丢失。

基于牛顿运动方程，DPD系统中粒子的位置和速度随时间的变化规律可以表述为：

式中为时间；和分别为粒子的位置和速度矢量；为外力（如重力等）；为可叠加的粒子与粒子间两两相互作用力，该作用力局限在有限的截断半径内，具体表达式为：

式中为粒子施加在粒子上的作用力，与大小相等，方向相反，从而保证了DPD模型中动量的严格守恒。为保守力，沿粒子与粒子中心连线。，其中为保守力系数，描述了粒子与之间相互作用的保守力的强度。为粒子间位置矢量；为单位方向矢量；为保守力权函数，一般为软球形式。为耗散力，用于描述DPD粒子系统的黏性效应。，其中为耗散力系数，描述粒子间相互作用的耗散力强度；为粒子间速度差；为耗散力权函数。为随机力，沿作用粒子对中心连线，用于描述粒子的随机振动。，其中为随机力强度系数；为随机力权函数；为满足高斯分布和单位方差的随机变量。

耗散力方向与粒子间相对运动的方向相反，起到减弱粒子间相互运动的作用，能够减少系统的动能，降低系统的温度。而随机力则通常引起粒子间的随机振动，增加系统的动能，提高系统的温度。为了在给定温度时正确描述DPD流体的热力学平衡关系，根据涨落-耗散定理，DPD方法中的随机力和耗散力中的强度系数和权函数必须满足如下关系：

式中为玻尔兹曼常数。

DPD方法作为一种介观尺度拉格朗日粒子方法，随着其理论体系的不断完善，已经被应用到诸多领域，其中包括：①液滴动力学。包括液体-蒸气共存条件下液滴的形成、垂悬液滴的动力学行为、液滴的碰撞、液滴在亲水或疏水表面的运动，以及早期的液滴在流体与固体交界面上受到纯剪切作用的动力学行为。②血液动力学。如血小板活化和血栓形成的DPD模拟。③胶体。DPD在复杂流体中的首次应用就是对胶体流变学的模拟。此后，诸多研究工作也是围绕着胶体展开的，如胶体悬浮、胶体-胶体相互作用及胶体-溶剂相互作用的物理及化学行为的模拟。④聚合物。DPD在模拟聚合物缠纠机制、预测聚合物的化学性质以及相关的流变特性方面已取得了很好的效果，在研究聚合物的吸附效应、燃料电池的聚合物膜、聚合物溶液，以及聚合物与液体分离等方面都有成功的应用。⑤油气工业。如油气吸附及解吸附、油水表面活性剂的性能、重油中的沥青质的集合行为、沥青质分子在油水界面的取向问题等。⑥裂隙网络和多孔介质中空隙尺度的多相流动。如不同材料属性的平行板间的不饱和流动、倒置Y形微管道连接处的流动行为、微管道网络中的流体流动、颗粒多孔介质和裂隙多孔介质中非饱和多相流动、浸润和非浸润流动机理等。⑦其他。DPD在鉴定相分离机理、两亲系统、生物膜性能、生物分子模型，以及无机材料中都有成功应用。随着DPD方法的不断发展，其应用范围必将进一步扩大。

DPD模型是模拟介观尺度系统的工具，自提出以来得到了迅速发展。该方法即保留了原始方法的简单性，又具有模型尺度的双重性（即粗粒化的复杂分子和含能量涨落的流体），因此提供了微观尺度与宏观尺度的有效关联。DPD方法与应用研究的趋势涉及：粗粒化程度的有效度量，适合特定介质的精准作用势，模拟物性参数与实际物性参数的匹配，与微观及宏观尺度计算方法的多尺度建模，结合CPU或GPU等高性能计算技术实现生物、化学及其他工程及科学领域的大规模应用。