金属纳米毛刺尖端在强电热场协同作用下出现熔融区域，进而形成纳米尺度金属高温流体，该金属流体在强电场作用下产生类似宏观金属液滴的Taylor锥失稳过程，最终导致纳米毛刺结构热失控，诱发后续的真空电击穿现象。本文针对Cu、Ti和W三种金属建立了1nm和5nm锥状纳米电极模型，开展了基于FEcMD软件多物理场-多尺度分子动力学仿真模拟，获得了上述三种金属纳米毛刺预击穿时延与外施电场强度及射频电场频率之间的定量关系，揭示了射频电场中金属纳米毛刺热失控时延与电场频率存在极小值规律。本文进一步建立了基于空间归一化Gaussian函数粗粒化质量密度场计算流程及算法，将其应用于分子动力学模拟粒子模型获得纳米毛刺固相及液相区域连续质量密度场空间分布特性，研究表明强电场中纳米尺度金属高温熔体密度均低于实验测定的熔点及其以上常规热熔流体密度值，揭示了电场作用下纳米金属流体内部原子间距变大及结构空洞化特征。本文还实现了基于Python脚本+OVITO软件高通量工作流提取纳米毛刺熔体结构分子动力学轨迹文件，结合Einstein-Helfand公式计算了强电场中金属流体动力学（Dynamic Viscosity）及运动学粘度（Kinematic Viscosity）参数，发现强电场下金属纳米流体运动学粘度相较于常规热熔金属流体高2-3个数量级属性。综合上述分析得到的纳米流体密度和粘度物理参数及电毛细波（Electrocapillary wave）失稳理论，预测了Cu、Ti和W金属毛刺尖端热失控临界局域电场强度、失稳时间尺度及临界波长，结果表明Cu和Ti纳米金属流体电毛细波失稳临界参数与多尺度分子动力学模拟结果差异较大，而两种理论方法预测W金属纳米流体临界失稳时间尺度及波长有较好的一致性。

金属纳米毛刺；多尺度-多物理场模拟；质量密度场；粘度；电毛细波失稳