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液晶材料由于其特殊的性质，在光学、生物学、材料学、液晶显示等方面具有广泛的应用。而在实际应用中，液晶化合物往往以与其他材料一起组成的混合物形式存在。目前已经有一些理论模型和模拟计算对液晶混合物的性质进行了研究，但是还存在很多的问题有待解决，尤其是动力学方面的研究更是缺乏。在本论文中，我们选择了一个简单的粗粒化模型，使用Gay-Berne(GB)粒子代表小分子液晶，Lennard-Jones(LJ)粒子代表溶剂分子团簇，以此为基础对液晶混合物体系进行了分子动力学(MD)研究。同时，由于热浴在MD模拟中起着非常重要的作用，为了提高计算效率并尽可能真实地反应GB-LJ混合体系的流体动力学行为，我们对MD模拟中的热浴进行了详细讨论。我们的研究的主要内容和成果有以下三个方面:
一，通过对一个简洁但是又有代表性的LJ粒子混合物在剪切场下的相分离行为的研究，并深入探讨了添加不同的热浴（包括Gaussian，Nosé-Hoover, Langevin和DPD热浴）对于模拟结果的影响。结果表明，DPD热浴是唯一一个能够保持体系动量守恒和伽利略不变性从而不屏蔽流体动力学行为的速度无偏热浴。此外，相对于传统的Gaussian和Nosé-Hoover等确定性热浴，DPD热浴可以将模拟步长△t增大5-8倍，从而大幅提高计算效率。因此，对DPD热浴的优越性能的确证，这将有助于DPD热浴方法在更广泛的非平衡态模拟中的应用。
二，针对当前在非球体系的MD模拟中缺乏流体动力学守恒和伽利略不变性热浴的问题，将在球形质点模型(DPD软势和LJ势)的模拟中具有优良性能的DPD热浴推广到非球质点模型——GB粒子体系中。首先，在保持动量守恒的基础上，推导了结合DPD热浴的GB粒子的运动方程。其次，依据GB粒子的平动和转动之间存在着动能的耦合的特性，将热浴单独施加到质心的平动或者转动运动上，从而建立了平动DPD热浴(T-DPD)和转动DPD热浴(R-DPD)这两种热浴方法。通过对这两种DPD热浴下GB体系的相态、取向相变动力学、扩散系数和粘度等性质的研究，并与在GB体系中有成熟应用的Nosé-Hoover和Langevin热浴以及文献中数据进行比较，验证了T-DPD和R-DPD两种热浴方法在GB体系MD模拟中的有效性。此外，对平动DPD热浴在最常见GB(3,5,2,1)模型中的有效模拟参数进行了探索，合理的热浴摩擦系数γ的取值范围为0.01～0.1，合理的模拟步长△t根据体系密度的不同可以在0.010-0.016τ之间进行选择。基于上述研究，可以预测对于其他所有的非球对称粒子，只要对质心的平动添加简单的T-DPD热浴，就可以很好的起到热浴的效果，这将大大的简化热浴方法在MD模拟中的实施。
三，在GB-LJ混合体系中，对LJ粒子与GB粒子形成的side-by-side和end-to-end构象的势能曲线的势阱深度的比值εS/εE对取向相变点界面锚定行为的影响进行了研究。当GB-LJ相互作用力参数εS/εE=5.0时，对于不同LJ粒子浓度CLJ的GB-LJ混合体系发生取向相变时体系体积占有分数f1-NVF几乎相同。因此我们只要测定某个浓度CLJ时的取向相变点体积占有分数f1-NVF，就能够直接预测任意浓度下的取向相变点，可以更方便我们对于GB-LJ的相态进行研究。同时，通过控制相互作用力参数，可以对GB-LJ混合体系的界面锚定行为进行调控。在GB-LJ发生宏相分离后的界面上，当εS/εE=5.0，1.0时，GB粒子在界面呈切向锚定;当εS/εE=0.2时，GB粒子在界面呈法向锚定。此外，通过研究在εS/εE=5.0时LJ-GB混合物体系的相行为，发现在GB-LJ混合体系从高温无序均匀混合状态淬火过程中，取向有序，位置有序和两组分分相三种相行为之间的快慢程度和LJ组分的浓度CLJ有关。