自驱运动在生物世界中无处不在,从微观世界里分子运动蛋白沿着微管的直接运输,细菌等微生物在土壤里的传播到宏观世界中动物群体的迁移等。近年来,受生物活性物质启发,人类设计并制备了多种人工自推进材料,由于其良好的可控制性,它们可以作为研究活性系统中非平衡奇特行为的优良平台。活性系统实际的栖息场所或应用环境里,难免存在边界和“障碍物”,例如细胞内的运动蛋白,胃肠道或土壤中的细菌,微流控设备或血管中的人造自推进颗粒(self-propelled particles,SPP)等等。因此,复杂环境中活性物质的涌现行为近来引起了许多研究兴趣。本论文以球形(二维圆形)活性粒子体系为研究对象,对该体系在单个和多个圆形障碍物环境中的动力学行为进行了系统的研究,具体章节内容安排如下:在第一章中,首先对活性体系及其所展现出的非平衡动力学行为进行了概述,其次简要介绍了近几年的国内外研究进展,最后对文中利用的分子动力学模拟方法进行了简要介绍。第二章研究单个圆形障碍物周围活性粒子的运动行为。其中,圆形障碍物由非活性粒子密排为光滑的曲面,且在整个模拟过程中固定不动地置于活性粒子浴中。详细探讨了圆形障碍物的大小、活性粒子活性、活性粒子密度等因素对体系运动行为的影响。通过活性粒子的流分布以及驱动速度流分布、切向速度绝对值的径向分布、切向速度绝对值的概率分布、体系转动累积角、角速度绝对值的概率分布等参数的数据分析,确定了在圆形障碍物的影响下活性粒子会自发形成三类转动形态:随机旋转态(不定向转)、过渡态、定向旋转态(涡旋)。分析了能够发生定向旋转体系所需要的基本结构条件和发生定向旋转的活性粒子的驱动机理。探究了不能发生定向旋转的原因,揭示了旋转状态与圆形障碍物尺寸之间的关联。第三章中,在单个圆形障碍物研究的基础上,我们将障碍物改变为两个同样大小的圆形障碍物,研究活性粒子体系在这种环境中的运动行为。详细探讨了两圆形障碍物之间的距离、活性粒子密度、活性力的大小、旋转扩散系数等因素对活性粒子体系运动行为的影响。研究表明,当固定两障碍物半径R=15,调节活性粒子密度和障碍物之间的距离时,得到如下结果:1)当活性粒子密度Φ较小时(φ<0.1),不管两障碍物之间的距离如何变化,活性粒子只表现出聚集态和随机旋转态;2)当活性粒子密度适中时(0.15≤φ≤0.25),若两障碍物之间的距离为零(dis=0,即两障碍物相接),活性粒子围绕两障碍物整体做定向旋转,形成一个整体的涡旋;当两障碍物之间距离适中时(φ=0.2,9≤dis≤11),活性粒子在两圆形障碍物间形成两个协同定向旋转的涡旋;当两障碍物之间距离继续增大时,体系旋转开始变得不稳定,涡旋消失;当两障碍物之间距离很大时,两障碍物周围的活性粒子的集体旋转互不影响,形成两个相互独立的涡旋;3)当活性粒子密度较大时(φ>0.25),由于活性粒子聚集层较厚,粒子整体旋转波动较大,旋转方向难以长时间维持,因此发生协同定向旋转的涡旋概率很小。在第四章,对本论文所研究的工作做了整体的回顾与总结,同时对后续研究工作提出了展望。