近年,高分子在受限环境中的行为引起了科研工作者极大的兴趣。一方面该研究能够帮助我们更深入地认识生物学中的许多现象；另一方面则因为其有着非常广泛并且非常重要的科学技术应用前景。在实验上,纳米尺寸的受限结构非常难于制备,而且高分子的特征动力学时间是纳秒时间尺度,这限制了非常多实验测试工具的应用。计算机模拟可以非常有效地反映受限空间中高分子的构象变化过程和动力学过程,也可以非常有效的监测其中间过程。随着计算机性能的提高和新的模拟方法和模型的提出,计算机模拟已经成为研究高分子的重要手段。本文采用计算机模拟方法研究了在不同受限环境下的高分子,探讨几个不同的受限环境对高分子构象和动力学的影响。通过这些研究,可以进一步加深对受限高分子的结构和性质的认识。在生物界,DNA受限在细胞中是一个非常常见的现象。在本文第二章中,基于非格点模型,对受限在球腔内的半柔高分子折叠过程进行了动态Monte Carlo模拟。观察到了一个非常有趣的现象：平衡后,高分子链的局部折叠成螺旋结构,并且缠绕在没有折叠成螺旋结构的单体上。整条高分子链二面角φ结合切矢量相关函数u(1)·u(s)可以非常准确表征出高分子链中那一部分折叠成螺旋结构。主要考察了球腔大小和弯曲能对螺旋结构的影响。研究发现当球腔大小和弯曲能强度都适中时螺旋结构非常规整并且螺旋轮数最多。其它情形,螺旋轮数要么随球腔大小或弯曲能的减小而减小,要么随球腔大小或弯曲能的增大而减小,并且螺旋结构的规整度降低。在本文第三章中,采用动态Monte Carlo模拟了受限在两个软膜之间的两条分离高分子在软膜的作用下的动力学过程。主要讨论了两条高分子初始质心的距离d和软膜的表面张力σ对高分子体系的影响。研究发现d在一个临界距离dc。当初始质心距离为dc时,随着σ的增大,高分子体系由分离状态突变到融合状态；当d<dc时,σ对平衡后高分子体系的状态没有影响,高分子体系始终处于融合状态；当d>dc时,σ对平衡后高分子体系的状态也没有影响,高分子体系始终处于分离状态。同时也发现dc和链长N之间满足下面关系dc～N0.46。通过计算形状因子δ,发现分离的高分子各自折叠成一个球状构象,而融合的高分子形成一个大球状构象。蛋白质分子,特别是球状蛋白质在三维空间中是要折叠成为一个紧密的结构才可以具有生物活性,才能完成各项生理功能,因此蛋白质模型必需具有紧密的空间结构,而紧密高分子链正好可以体现出这种结构。因此通过研究紧密高分子链的穿孔行为可以帮助我们认识蛋白质的穿孔行为。为此在本文第四章中,基于larson模型,采用Monte Carlo模拟紧密高分子链穿越一个纳米通道的动力学过程。探讨了链长N、电场强度E、中间纳米通道的长度L和紧密接触对能εc。对紧密高分子链的标度行为和穿越中间通道时间分布的影响。研究结果表明平均穿越中间通道的时间τ与N满足τ～Nα。当L=1并且外力很小时,在标度行为中没有观察到交叉行为；在其它条件下,由于长链在穿越中间通道的过程中会出现阻塞效应这导致了交叉行为的出现,并且随电场强度的增大,交叉行为越来越明显。随电场强度的增大,紧密高分子链穿越中间通道的时间分布从高斯分布转变成一个具有右长尾的单峰分布,但长链紧密高分子链经历了一个双峰分布的中间态。α-螺旋是蛋白质的二级结构,并且是蛋白质中最常见最典型含量最丰富的二级结构单元。研究它的穿孔行为可以帮助科研工作者更进一步认识蛋白质的穿孔行为。在本文第五章中,采用朗之万动力学模拟α-螺旋在外力的作用下穿越纳米孔道的动力学过程。研究发现α-螺旋穿孔的过程经历了一个非常特别的过程：螺旋结构打开→穿越→重新折叠成螺旋结构。平均穿孔时间τ与N也满足τ～Nα,但大外力的穿孔行为有别于小外力穿孔行为：当外力很大时,α和τ都随外力增大,而当外力很小时,α和τ都随外力的增大而减小。同时我们也采用理论方法对这个过程进行了探讨：发现当外力适中时τ～NⅣl+v/2f-1/2,这里v是α-螺旋的Flory指数,f是外力。该结果与模拟结果完全吻合。