在工业用水和日常生活用水运行过程中，水垢在管壁的沉积带来大量经济和技术问题。工业上一般采用化学阻垢法和物理阻垢法对水垢进行处理，化学阻垢法容易引起环境污染，造成管道腐蚀。近年来，磁场阻垢作为一种物理方法日渐被应用于工业阻垢，且效果显著。但由于水系统千差万别，统一的阻垢理论至今未被解决。磁场阻垢技术的研究及评定工作主要依赖于实验数据的采集和理论上的推测，误差比较大，所以需要引入一种新的研究方法，使实验和理论可以很好的衔接。本研究工作采用动力学方法(molecular dynamics,MD)对垢中的主要成分——碳酸钙晶体的生长动力学进行了研究，从微观角度分析了水垢的主要成分CaCO3的同质异构晶型方解石（硬垢）和文石（软垢）的结晶机理。论文主要包括三个部分内容：首先充分调研现有磁防垢实验及机理的研究现状，制定了模拟方案；其次构建碳酸钙水溶液模型，并对方解石水溶液和文石水溶液进行分子动力学模拟，获得了碳酸钙水溶液中Ca2+、CO32-离子的动力学信息；最后计算了自扩散系数，径向分布函数，分析了方解石和文石的结合能的变化以及防垢的实质。结果表明：①水分子活性随温度升高呈整体上升趋势，333K温度下方解石水溶液和文石水溶液的水分子活性均降低，说明此温度下Ca2+、CO32-最容易结晶形成CaCO3。②将计算得到的方解石水溶液和文石水溶液中Ca2+和CO32-离子的扩散系数图进行对比分析，发现：常温下，方解石较文石易于结晶。③从两溶液中的Ca2+、CO32-离子、水分子的径向分布函数图可以看出：文石水溶液中各分子径向分布函数第一、二峰高度均明显降低，相当于CaCO3的密度有所降低，说明文石水溶液中水分子团簇结构被打破，此时晶核不容易长大，形成松软水垢，随水流走。④对比Ca2+和CO32-离子与方解石和文石晶面的结合能，发现离子与方解石晶面结合能较文石晶面大0.02kcal/mol，说明方解石是碳酸钙的稳定晶型，亚稳态文石晶型最终将转化为方解石晶型，所以，不管是磁防垢，电场防垢或是其它的除垢技术外界提供的能量值至少需在此能量值之上，这一结论为以后的外场防垢提供一定的理论依据。