高分子材料的发展依赖于高分子理论的建立、发展与应用。将真实复杂的长链高分子简化为电荷中性的极端柔性的理想高斯链,是人们一直以来理解高分子相行为的理论基础。然而,现实生活中的许多新型功能高分子无法用理想高斯链模型所描述。绝大多数生物大分子,如DNA,蛋白质等,相对于理想高斯链模型,更适合用蠕虫链高分子模型和聚电解质模型来描述。在非理想高斯链体系中,蠕虫链高分子和聚电解质高分子体系具有重要的科学意义和应用价值。因此,建立和发展能“超越"理想高斯链模型的非理想链高分子模型的理论与模拟方法成为高分子科学发展的迫切需求,同时也是国际上高分子凝聚态物理的重要前沿方向之一。在本论文中我们利用自洽平均场理论(SCFT)和耗散粒子动力学(DPD)方法对蠕虫链高分子和聚电解质链体系进行了计算机模拟研究。首先我们建立了超越高斯链模型的蠕虫链高分子自洽平均场理论和数值计算方法(包括有限差分方法和谱方法)。基于此蠕虫链高分子模型的自治平均场方法,我们分别研究了蠕虫链高分子刷以及长链蠕虫链高分子的吸附问题。另外,为了更有效的处理聚电解质体系中的长程静电相互作用,我们将非均匀介质中泊松方程耦合到耗散粒子动力学方法中,并使用迭代的方法极值化静电场能量泛函方程,得到聚电解质体系的静电场分布以及聚电解质链节之间的静电相互作用。利用此方法,我们采用耗散粒子动力学方法研究了聚电解质星型胶束的构象行为问题。我们还通过耗散粒子动力学结合平均场理论研究了毛细血管内壁接枝的糖萼纤维层在毛细血管流中的力学性质和生物物理功能。在本文第二章中,我们使用基于蠕虫链模型的自洽平均场方法研究了半柔半刚性高分子刷体系,通过调节高分子刷的约化链长和约化接枝密度等参数,我们发现蠕虫链高分子刷的诸多物理量的标度率(例如：高分子刷的高度,平均厚度,方向序参量以及体系的自由能等),我们的结果在不同极限下与以往的理论和计算机模拟结果能很好的吻合,同时也证明了我们的蠕虫链模型在描述高分子体系的有效性。接着,在本文的第三章中,同样基于蠕虫链模型的自洽平均场方法,我们研究了长链蠕虫链高分子在平板附近的吸附问题,我们计算得到了吸附的相图,并通过研究吸附临界点附近体系的标度性质,得到了吸附体系的相变性质。我们的结果显示,当吸附势阱宽度W》a(a为Kuhn长度)时,吸附相变有明显的二级连续相变特征,而当W《a时,二级连续相变逐渐向一级不连续相变靠近,在W=0时,吸附相变为一级相变。在本文的第四章中,我们从场论的思维出发,引入带电粒子的电荷分布模型,并求解体系静电场分布。我们将此方法耦合到耗散粒子动力学模拟中,并研究了聚电解质星型胶束在无盐溶液中的构象行为,我们发现,反离子的价态及体系的静电作用强度对胶束的构象行为起决定性作用,当溶液中只有单价反离子时,体系构象行为能很好的用球型聚电解质高分子刷的标度理论来描述,而当溶液中存在二价或者高价反离子时,体系明显偏离标度理论,在静电作用较强时,甚至出现反离子凝聚现象,导致聚电解质胶束发生塌缩。最后,在本文的第五章中,我们建立了毛细血管内壁的糖萼纤维层的半柔半刚性高分子模型,并通过耗散粒子动力学模拟及平均场理论计算,研究了糖萼纤维层的力学性质以及对毛细血管流的影响,我们得到了接枝在毛细血管内壁的糖萼纤维层厚度以及表面滑移长度的与流场及本身力学性质之间的标度关.系。另外我们还研究了糖萼纤维层与毛细血管内血细胞之间的相互作用,如在白细胞经过后,大幅度形变的萼纤维层的恢复过程,能很好的和连续介质理论及实验数据吻合,以及对红细胞存在的真实毛细血流的影响等。