分子的真实性和电子计算机，堪称20世纪最重要的科技成就。将两者结合起来，解决传统力学面临的挑战，在诸如稀薄气体过渡流区问题的求解中，已经显示出威力。将这种途径推广用于其它问题，是稀薄气体动力学领域的前沿方向之一。这样做的目的，一是希望在分子水平上了解和认识各种流动演化的机制，二是对于许多复杂流动问题，究其根本，在于不同时空尺度上的非平衡输运，直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法在过渡流区的成功表明，对于这类问题，分子模拟方法可能更加有效。　　 实现这个目标的主要困难在于，分子运动的时间尺度和空间尺度，与实际十分关心但尚未解决的宏观流动问题的时空尺度有若干个数量级的差别。有的研究者采用扩散观点，将分子运动和碰撞耦合在一起考虑(Jenny，Torrilhon&Heinz，J.Comput.Phys.,229:1077-1098,2010; Gorji,Torrilhon&Jenny，J.Fluid Mech.,680:574-601，2011)。这种做法从源头上消除了最常用的气体流动的分子模拟方法即DSMC方法对于时间步长和网格大小的苛刻限制，其实现的关键在于如何实时获得每个分子所在网格的流动速度和温度，以计算分子的对流和扩散运动。Jenny等和Gorji等采用与DSMC相同的办法，通过分子速度的统计平均来获得。遇到的问题，正如他们自己说的那样:“新模型有着和DSMC相同的随机噪声”，“低Mach数流动噪声带给两种方法的困难一如所料”。　　 本文提出了一种扩散信息保存(diffusive information preservation，D-IP)方法，其主要思想是将分子扩散运动观点与信息保存(IP)方法结合起来，这样既避免了DSMC方法对时间步长和网格大小的限制，也克服了先前分子扩散方法面临的统计噪声困难。D-IP方法用于计算小Knudsen数(10-3-10-4)单方向流动问题、二维方腔流动、槽道流动时，在时间步长和网格大小分别是分子平均碰撞时间和平均自由程的几十倍乃至几百倍的情况下，均得到非常满意的结果。　　 此外，本文还基于统计物理的Green-Kubo理论，利用分子模拟方法，以两个平行平板中间的气体流动为例，研究了固体表面对于周围气体输运系数的影响，给出了固壁影响下的气体输运系数的理论表达式。　　 最后，利用D-IP方法计算了各向同性衰减和强迫湍流，得到了与伪谱方法一致的结果，并利用Einstein扩散关系式，讨论了各向同性强迫湍流中的扩散系数。