近年来,计算机技术发展突飞猛进,依赖于计算机技术的分子动力学模拟在物理、化学、生物以及材料研究领域都扮演着重要角色。对分子动力学模拟结果的分析,可以从微观角度去分析了解体系属性,并且可以反映体系的宏观性质,有助于验证实验的正确性,进一步的理论计算可以用来指导一些具有操作难度实验的进行。在分子动力学模拟中,最常见的一个计算方向即是体系自由能的计算,通过自由能的计算可以判定反应的进行方向以及体系结合的难易程度,在生物大分子体系中,自由能计算显得尤为重要。经典计算自由能方法多数需要人为设定中间态,进行多次动力学模拟计算,因此耗去大量的计算资源,针对生物大分子体系自由能计算,迫切需要开发一种能够准确快速计算自由能的方法。其次,甲醇作为所有醇类结构最为简单的一元饱和醇,其性质（包括结构性质以及热力学性质）的深入研究有助于为其他醇类研究作为参考。在本文的第二章中,我们利用提出计算体系自由能的方法IE（Interaction Entropy）计算了一系列有机纯溶剂体系的超额自由能,同时计算了体系的超额相互作用焓以及超额熵。对比计算结果和实验之间的差距,对于亲水性的体系,计算出来的焓与实验值接近,熵的计算结果与实验相差也不大。但是对于一些疏水体系计算结果,焓和实验相差不大,熵的计算与实验差别比较大。因此选取苯溶剂作为例子,对熵的计算与实验之间差距的原因进行探究,通过调节苯分子力场参数,可以看到,力场参数对熵的计算值产生很大影响,因此苯的力场需要进一步完善,使理论计算结果能够与实验相符。在本文的第三章中,我们将上一章所用的IE方法进一步应用到计算醇-水混合溶液的热力学性质中。在计算混合溶液中,首先对力场进行了选择,通过对比,发现OPLS力场要比GAFF力场更适合自由能的计算,得到的结果与实验更接近,因此后续计算统一利用此力场进行计算,将计算的结果与实验数据对比,发现甲醇-水和乙醇-水混合体系焓、熵、自由能结果在曲线趋势上与实验一致,数值也非常相近。论文中的第四章,我们利用量化方法针对甲醇降解机理进行计算,主要选取常见的CH₃OH⁺和CH₃OH⁺⁺,通过对两种甲醇阳离子降解机理势能面分析以及对机理中各个反应速率常数和最终反应产物所占比例的研究,发现分子中的C-O键要比C-H和O-H键更难断裂,多数的降解过程是氢转移过程,因此生成了大量的H₂、H₂⁺以及H₃⁺等物种。