等离子体作为物质第四态,占据宇宙物质总量的99%,广泛应用于空间与天体物理、磁约束聚变、空间电推进及材料处理等领域。计算等离子体作为理论和实验间的桥梁,是理解复杂等离子体行为的重要工具。由于等离子体广泛的物理参数,其特征时空尺度跨越多个量级,这一多尺度特征为发展高保真且高效的计算方法带来了巨大挑战。动理学模拟为发展高保真方法的有效手段,近年来提出的离散统一气体动理学方法（Discrete unified gas kinetic scheme,DUGKS）能够有效模拟多尺度流动。目前DUGKS主要针对中性气体,尚未应用于等离子体探究中。基于上述背景,本文主要目的是发展用于模拟多尺度等离子体的高保真且经济可行的DUGKS,主要研究内容如下:提出了针对动理学方程的守恒DUGKS,并发展了求解电磁场方程的通用有限元方法。这两大求解器是等离子体动理学模拟的基础,采用数值实验验证了两大求解器的可行性。算例结果表明,由于耦合了粒子碰撞与输运,守恒DUGKS可以准确地模拟全碰撞域流场,且具有更好的守恒特性。针对碰撞等离子体（特征参数为克努森数Kn）,基于守恒DUGKS及电磁场有限元方法,提出了静电DUGKS,其数值参数（计算空间及时间步长）无需分辨Kn,这是DUGKS在等离子体研究中的首次扩展,并开展了DUGKS与经典粒子（Particle in cell,PIC）方法的定量分析比较。计算结果表明,DUGKS适合模拟涉及小幅度扰动及强碰撞的等离子体运动,而PIC更适合模拟等离子体加速问题。针对多尺度静电等离子体（特征参数为Kn及无量纲德拜长度λ）,基于静电DUGKS及改进的Poisson方程,采用恰当方式耦合了粒子分布函数演化方程与静电场方程,提出了多尺度静电DUGKS。多尺度静电DUGKS克服了数值参数需分辨特征参数Kn及λ这一稳定性约束,且其单个计算步长内的计算成本与传统动理学方法相当。数值实验表明,多尺度静电DUGKS能在全静电域提供高保真且经济可行的数值解。针对多尺度电磁等离子体（特征参数为Kn、λ与无量纲拉莫尔半径r）,基于多尺度静电DUGKS及改进的Maxwell方程,提出一种简易且高效的微观粒子及电磁场方程的耦合方式,进而发展了用于模拟多相电磁等离子体的多尺度电磁DUGKS。不同特征参数下,多尺度电磁DUGKS能自动恢复至与磁流体或Vlasov-Maxwell系统相一致的数值解,且数值参数无需分辨特征参数Kn、λ及r。一系列数值实验验证了多尺度电磁DUGKS的有效性。结合加速计算技术,探索了DUGKS在等离子体工程及科学问题研究中的应用。针对离子推进器光学系统这一典型的等离子体加速问题,将速度空间自适应技术与多尺度静电DUGKS结合,将DUGKS计算效率提升了一个量级,使其能与PIC相媲美,并研究了入射密度及屏栅电压对光学系统工作性能的影响。研究结果表明,为保证光学系统能形成正常聚焦,需恰当选取离子密度及屏栅电压。此外,将质量比缩放技术与多尺度电磁DUGKS相结合,研究了导向磁场及等离子体碰撞对磁重联的影响。研究结果表明,导向磁场会破坏重联流场的对称结构,而碰撞使其趋于各向同性,导向磁场越大或碰撞作用越强,磁重联发生越缓慢。值得一提的是,DUGKS首次复现了无碰撞及强碰撞磁重联。总之,本文研究工作将DUGKS扩展至等离子体模拟中,进一步系统地提出了用于模拟多尺度静电及电磁等离子体的DUGKS,并探索了其在实际工程及科学问题研究中的可行性。本文研究工作为深入理解复杂等离子体行为提供了新的研究途径。