磁重联发生时,磁力线的拓扑结构发生改变的同时,储存在磁场中的能量快速地转化为等离子体的动能和热能。研究表明,空间及地面实验中的许多能量爆发现象均与磁重联相关。在地球磁层中,磁层顶磁重联是太阳风-磁层之间动量和能量输运的重要途径,而且磁层顶磁重联会进一步促进磁尾磁重联的发生,被认为是引起磁暴、地磁亚暴等重要空间天气现象的主要原因。此外,在磁约束核聚变装置托卡马克中,普遍存在着由磁重联引起的各种不稳定性,大大降低了装置对等离子体的约束性能。因此,对磁重联过程的研究可以在完善磁重联模型的同时,加深对一系列爆发性现象的理解,并对人类的生存、生活有一定的指导意义。磁层顶两侧的磁场和等离子体分别来源于太阳风和地球磁层,具有完全不同的性质,因此磁层顶磁重联呈现出明显的非对称特点。此外,当太阳风存在东西分量时,磁层顶磁重联呈现出典型的导向场磁重联过程,也会引起磁重联结构呈现非对称特性,进而使得磁层顶的磁重联过程更加复杂。目前对非对称磁重联的研究已取得丰富的成果,但是仍有很多问题还有待进一步的深入研究,特别是粒子的动力学行为特征及其在磁重联过程中的演化规律还不清晰。本文采用基于粒子模型（Particle-in-Cell model）的三维隐式粒子模拟程序（implicit Particle-in-Cell）,分别对磁重联过程中的离子和电子的动力学过程进行模拟研究。程序采用隐式数值格式降低了数值稳定性对程序性能的限制。通过对对称电流片、非对称电流片以及引入外加导向磁场时的磁重联过程的模拟研究,探究电流片不对称度以及外加导向磁场对磁重联过程中粒子动力学行为的影响规律。本文首先对对称电流片中的磁重联过程进行了模拟研究,得到了重联率随时演化规律及重联率峰值。由于电子与离子的运动在重联区内解耦,在分形线附近形成了垂直于重联面的四极型分布霍尔磁场结构。这些结果验证了模拟程序的正确性。此外,模拟结果发现磁重联过程中电子和离子的加速/加热呈现各向异性,因此,电子和离子在其速度空间呈现出明显的偏离麦克斯韦分布的特点。然后,本文通过设置不同的初始电流片位形对不同不对称程度的电流片位形下磁重联过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明,随着电流片不对称程度的增加,重联率呈现明显的降低趋势;在磁重联平面内,弱磁场高密度一侧的磁力线的曲率要大于强磁场低密度一侧磁力线的曲率;同时,电场、磁场、电流均呈现不对称的结构分布;随着不对称程度的增加,电流片两侧离子入流幅度减弱,而且低密度的一侧等离子体入流减弱的更为明显;电子流场结构的不对称性使得霍尔磁场由对称电流片位形时的四极结构变为双极结构;电流片不对称性的存在使得电流片上侧磁力线的曲率更小,以至于沿磁力线运动的电子速度的y方向分量会更小,并且此侧几乎没有电子入流形成,以上原因使得低密度区的电子在其速度空间分布呈现更强的各向异性。最后,本文研究了在对称电流片系统以及中等不对称程度的电流片系统中加入外加导向磁场时的磁重联演化过程。研究结果表明外加导向磁场降低了磁重联的重联率,但对非对称电流片情况重联率的影响相对较小;对称电流片情况下,外加导向磁场明显改变了磁重联的电磁场和等离子体的流场结构,但整体结构呈现关于原点对称的特点;非对称电流片情况下,外加导向磁场破坏了系统的对称性,整体结构不再有任何明显的对称性,并会导致磁分形线的漂移;外加导向磁场改变了磁重联的霍尔磁场结构,但依然主要由电子流场结构决定;对粒子相空间分布的分析表明,外加导向磁场显著的增加了电子和离子相空间分布的各向异性程度。