在高能相对论重离子碰撞实验中,一种部分子层次自由度接近热化的新物质形态被产生出来,称之为夸克胶子等离子体（QGP）。相对论重离子碰撞领域现在的主要目标之一是研究夸克胶子等离子体的性质。输运模型、流体力学模型以及混合模型等理论框架是实现这一物理目标的有力工具。多相输运模型AMPT被用来模拟相对论重离子碰撞中相空间完整的演化。其能合理地描述在高能重离子碰撞实验中的多个物理观测量,同时基于AMPT模型的预测也得到了实验的验证,因而被广泛应用在相对论重离子碰撞领域的物理研究中。AMPT模型主要包含4个组成部份:碰撞的初始条件,部分子散射,强子化以及强子再散射。其源代码于2004年公布上网,随着新时代下相对论重离子对撞机及大型强子对撞机实验的开展,大量的实验数据涌现出来。多相输运模型也需要进行相关的改进工作,才能被用来研究这些新实验数据中的物理性质。在这篇论文中,我们讨论了针对多相输运模型的改进工作:其中包括了更新自由核子及原子核中的部分子分布函数,初始条件中两个重要参数的优化,以及重味粒子产额的描述。我们同时也讨论了在有限快度区域里由于直接流的存在所导致的椭圆流左-右分裂的物理。多相输运模型的初始条件来自于HIJING模型,该模型对于自由质子使用Duke-Owens部分子分布函数以及参数化的核遮蔽效应。众所周知,Duke-Owens部分子分布函数获得时只有少量实验数据可以使用,因此显著低估了小x区域的胶子和夸克分布,这将导致多相输运模型的重味和高横动量粒子等观测量有极大不确定性。因此,我们使用新的部分子分布函数（CTEQ6.1M）和核遮蔽函数（eps09s）更新多相输运模型。质心系能量4GeV到13TeV下的质子质子或质子反质子碰撞实验中的总散射截面和非弹性散射截面的实验数据被用来调整HIJING事件产生器中的两个关键参数:横动量截断p0和软散射截面σsoft,然后我们使用升级的AMPT模型来研究质子质子和核核碰撞中的粒子产额,通过使用固定的弦对称碎裂参数aL=0.8和bL=0.7GeV-2,的多相输运模型可以很好地描述质心系能量从23 GeV到13 TeV的质子质子对撞中带电粒子的快度分布和横动量谱。同时,在我们引入受胶子饱和物理所启发的核尺度依赖性部分子横动量截断p0后,多相输运模型也可以提供对核核碰撞中粒子产额的合理描述。研究发现多相输运模型初始条件中的某些关键参数需要完全不同的值才能合理地描述质子质子碰撞和中心的核核碰撞实验的粒子产额和横动量谱。因此,我们将来自两个碰撞核的厚度函数Ta与多相输运模型初始条件中两个关键参数参数p0和bL相关联。这项工作使得多相输运模型首次能够自洽地描述核碰撞系统的大小和中心度依赖性。在使用来自质子质子碰撞的参数初始值和核厚度函数相关联后,改进的多相输运模型可以描述相对论重离子对撞机（RHIC）和大型强子对撞机（LHC）实验中的质子质子和核核碰撞中的粒子产额。同时还可以描述不同中心度下低于2 GeV/c的带电粒子的横动量谱。改进后的多相输运模型同样适用于小碰撞系统,例如质子铅、铜铜和氙氙碰撞。重味粒子由于其相对较大的夸克质量,是研究解禁闭核物质性质最重要的探针之一。在本论文中,我们还改进了多相输运模型中的重味描述。除了更新的部分子分布函数和核遮蔽函数外,我们移除了初始重味夸克生产的横向动量截断,并将重味夸克散射截面包括在HIJING模型的总散射截面中。我们发现,与实验数据相比,改进后的多相输运模型可以更好地描述在RHIC能区下金金碰撞和LHC能区下铅铅碰撞中重味粒子的产额和横向动量谱。最近重离子碰撞物理领域有研究提出在有限快度区域的椭圆流分裂是来自于在非对心相对论重离子碰撞中产生的全局涡旋。我们将全局涡旋和集体流扰动物理机制加入多相输运模型,确认了椭圆流在有限快度区域下的左右分裂。然而,我们发现这种椭圆流分裂不是来自于全局涡旋,而是由于在有限快度区域里存在的直接流,且其分裂幅度为～8ν1/3π。因此,椭圆流的分裂在零横向动量处消失,其幅度和符号可能对横向动量、中心度、碰撞能量和强子种类具有依赖性。由于椭圆流的左右分裂是直接流和椭圆流的组合观测量,对其的研究将有利于研究夸克胶子等离子体的三维结构和动力学过程。在提取相对论重离子碰撞中产生的热密物质的性质时,改进的AMPT模型有望成为更好的工具。我们同时扩展了 AMPT的适用性,它可以更好地描述重味粒子的产额。更新后的AMPT模型可用于研究集体运动、磁场、涡度等实验可观测量。