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迄今人们已接发现了接近900颗太阳系外的行星，此外开普勒卫星也发现了两千多颗行星候选者。在这些发现中，有相当数量的行星系统表现出与太阳系内的行星截然不同的性质。例如周期短至几天的气体巨行星，以及在周期在一周以上的巨行星中发现的高偏心率的显著分布以及大轨道倾角的短周期气体行星。这些性质提示我们如果单单用行星在气体盘中发生轨道迁移的理论并不能解释所有的行星系统结构。至少在这些系统中，动力学演化扮演着十分重要的角色。常见的三种激发行星偏心率的机制包括古在机制、行星一行星散射机制和长期轨道混沌机制。当行星偏心率被激发到接近于1时，恒星的潮汐力会慢慢消耗掉行星的轨道能量，从而使轨道圆化，形成目前观测到的短周期巨行星的周期分布。这种假说也得到了观测上的一些支持，例如短周期巨行星分布恰好在两倍洛希极限处截断。 然而对于潮汐作用如何使行星的轨道圆化，尤其是有质量损失的情形，理论上并没有完全解决。此前的数值模拟发现处于这样轨道上的气体巨行星要么被恒星从系统中散射出去，要么在长期的潮汐作用下被彻底，因此并不能在距离恒星较近的轨道上幸存下来并被轨道圆化。我们利用三维流体力学模拟重新考虑了这个问题。我们发现，如果考虑到巨行星存在一个固体核，在与恒星发生密近交会后，行星有很大的概率仍处于束缚的轨道上而不会被恒星散射。更重要的是，由于核的存在，长期的潮汐作用并不能将行星彻底摧毁，只能使其慢慢流失气体包层的质量。如果这一过程持续时间较长，气体巨行星可能会失去绝大多数的气体包层质量，变成一颗海王星质量的行星甚至是超级地球。这样的行星可能已经存在于目前的行星样本中，我们对部分可能经历过这种过程的行星进行了讨论。 按照核吸积行星形成理论，所有气体巨行星应该具有相似的内部结构。然而，目前发现的气体巨行星却呈现出非常多样化的内部结构。在太阳系内，木星的质量大约是土星的3倍，但它的固体核的质量却仅仅只有土星核的1/3。太阳系外用掩食方法观测到的短周期行星中，也有一些行星半径过大或者过小。为了解释这一矛盾，我们在第二个研究课题中提出，行星形成过程中经历的剧烈碰撞可能是导致气体巨行星内部结构多样化的原因。我们使用了两种数值方法，SPH方法和基于网格的流体力学方法，对行星的正碰以及斜碰进行了模拟。我们发现不同的初始对件对碰撞的最终产物影响很大，低速的碰撞基本会导致行星的并合，高速的正碰可能会直接把行星摧毁，而高速的斜碰会造成被撞击巨行星的大气包层的质量损失，但其核心基本不受影响。