随着科学研究前沿向生命和纳米体系的深入,介观软物质体系,如胶粒与高分子溶液等复杂流体系统,越来越受到人们的普遍关注。一方面,构成体系的单元常具有非常复杂的微观结构和功能,可以产生丰富的动力学行为,比如胶粒结晶与熔化、高分子溶液剪切变稀等。这些动力学行为往往很难用简单解析理论来研究,高性能模拟计算因此在软物质研究领域中扮演着重要角色。另一方面,这些动力学行为常涉及到介观尺度(几纳米至几百微米),宏观尺度的连续性方程忽略了环境涨落等因素的影响无法精确描述体系动力学行为,而微观尺度的分子动力学过多考虑了微观细节导致模拟耗时,为此寻求简单高效的介观多尺度模拟方法就显得格外重要。实际上,软物质体系常常具有复杂的溶剂环境,除了微观的热涨落导致的Brownian运动外,粒子之间还会存在着长程流体力学作用(Hydrodynamic Interaction, HI)。近年来,大量研究表明流体力学效应在软物质体系的动力学过程中起到了非常重要的作用,已成为物理化学和非平衡统计物理等多学科领域的交叉前沿问题。本文采用新近发展的多粒子碰撞动力学模拟方法,以胶粒和高分子为主要对象,考察了流体力学效应对胶粒结晶和纳米粒子在高分子溶液中的扩散的影响。具体内容主要包括以下两个部分：1.二维活性与非活性软胶粒结晶过程中流体力学效应这部分主要探讨了流体力学效应对于二维活性与非活性软胶粒体系的结构、动力学演化以及相变行为的影响。研究表明,对于非活性体系而言,即体系处于无外界驱动的平衡态,流体力学对于体系的结晶转变点有轻微的影响,稍有利于体系结晶。进一步研究发现,平衡胶粒体系的静态微观结构在有无流体效应的情况下均相同,这说明流体效应并不影响它们最终的平衡态结构。但是通过计算自散射函数,我们看到流体效应却影响着体系的动力学演化,使体系弛豫到平衡终态的时间变短,有利于体系弛豫。对于活性体系而言,即体系处于有外界驱动的非平衡态时,流体效应使得胶粒体系的结晶密度变大,这表明考虑流体效应的体系更不易发生结晶转变。另外,这种非平衡体系的微观结构在有无流体效应的条件下存在显著差异,流体效应使得体系的结构不均匀性增加,这一点与平衡的胶粒体系有明显区别。同样,对于活性胶粒体系,我们发现流体效应也会加速体系弛豫到非平衡的定态。2.纳米粒子在亚浓高分子溶液中的扩散问题本部分我们利用混合的多粒子碰撞动力学方法研究了亚浓区域高分子溶液性质以及纳米粒子在其中的扩散问题。多粒子碰撞动力学结合粗粒化分子动力学的模拟方法可以很好的模拟高分子溶液的基本静态性质尤其基本标度性质,这与理论给出的关系完全一致。在此基础上,我们进行纳米粒子在高分子溶液中的扩散性质的探究。大量的模拟结果表明,纳米粒子的扩散行为受到高分子片段之间的流体力学效应的严重影响。首先,在亚浓溶液中纳米粒子的扩散由于流体力学效应而得到增强。其次,流体效应在纳米粒子的扩散系数与溶液浓度的标度性质也起到了重要作用。具体说来,当我们考虑到流体力学相互作用之后,两者的依赖关系满足Phillies公式,即延展指数函数形式,拟合出来的指数与实验观测值基本一致。而不考虑流体效应的体系,利用这个公式拟合出来的指数却不太理想,与实验值差别过大。最后,我们主要考察纳米粒子尺寸对其扩散系数的影响。我们发现随着纳米粒子尺寸的增加,纳米粒子会感受到笼状效应,即在均方位移曲线上存在一段亚扩散区域,而且更为有趣的是,Phillies公式拟合指数随着粒子尺寸的变化呈现单调增加。