高聚物具有较高的灵活性,在许多先进材料中发挥着非常重要的作用,高聚物的灵活性与其分子结构密切相关,因此从分子水平上来预测高聚物的关键性质,从而合理控制其性能,有利于新材料及新工艺的开发。在高聚物成型过程中,由于理论分析有一定的难度,并且实验研究具有局限性,一般会对实际生产中口模处的熔融高聚物采用数值方法来研究其流变行为,这对于优化高聚物加工工艺过程、提升其成型性能具有重要意义。粘弹性材料其力学性能表现为当出现粘性和弹性行为时发生变形,是高聚物材料最重要的力学特性。在高聚物材料的优化处理和应用中,建立严格的分子结构和粘弹性力学性能之间的联系是非常重要的。由于全原子分子动力学方法分析大分子动力学行为的效率非常低,因此,提出了与全原子方法的耦合方法,在更大的空间和时间尺度上进行操作,即跨尺度模拟。本文通过使用玻尔兹曼转换方法对聚乙烯和聚丙烯全原子模型的静态结构进行分析,提取出了粗粒化力场参数,由粗粒化映射方法构建出了粗粒化模型,该粗粒化模型是纳观尺度到微观尺度的桥梁。通过粗粒化分子动力学模拟,得到了不同剪切速率下的大分子链结构参数。由纯几何方法原始路径分析了粗粒化模型中高聚物分子链的缠结网络,提取出了管直径和原始路径长度等关键参数。分析了不同温度下的的原始路径参数,由于随着温度的升高,高聚物熔体流动性变好,原始路径缠结度越来越低,从而分子链增长,均方末端距增大。通过仿射变形假设以及原始路径分析中提取的关键参数,分析了线性粘弹性和非线性粘弹性流变参数变化规律,实现了微观尺度到宏观尺度的桥接。通过在不同尺度间使用不同的桥接法,实现了使用自下而上的方法直接预测高聚物材料的性能,即采用小尺度模拟计算出的结果,获得大尺度计算参数。跨尺度模拟是从原子模拟出发,基于大分子结构计算出链长、管直径、扩散系数等关键结构参数,用于连续介质力学性质模拟。采用多尺度方法,本文成功预测了聚乙烯、聚丙烯的动态模量、零剪切粘度以及稳态剪切粘度,通过与聚乙烯、聚丙烯流变测试实验结果的对比,验证了多尺度模型的正确性,本文提出的多尺度分析方法可直接预测高聚物分子结构与流变性能的关系。