多尺度方法作为一种组合不同模型的耦合方法,在解决材料的跨尺度问题上扮演着越来越重要角色。它的主要思想是在模拟体系的核心部分考虑精确的模拟方法,而在外围区域采用粗糙的模拟方法。目前已发展了各种各样的多尺度模拟方法,并且取得了很大进展,但是也出现了许多问题,比如虚假反射、鬼力等,这些问题对进一步实施动力学的多尺度模拟造成了困难。在本论文中,我们建立了一种新的多尺度模拟方法,主要是在连续区域提出了一种基于原子尺度的有限元方法(AFEM)以及耗散虚假反射波的滤波方法,并把此方法推广到了动力学的模拟。本论文总共分六章。第一章主要介绍了当前发展比较成熟的各种多尺度模拟方法,耦合原理以及应用。第二章分析了动力学多尺度模拟实施困难的原因,其主要来源于不同模型间色散关系不匹配而导致的虚假反射。同时介绍了在耦合模拟时这些虚假反射出现的位置：单元长度增加的边界和不同方法的耦合区域。在最后我们给出了一些目前处理反射波的耗散方法。在第三章,我们详细地介绍了一维的AFEM模型。基于柯西-玻恩规则,我们理论上得到了AFEM模型的运动方程。通过分析发现,当单元长度与原子距离相等时,AFEM模型将对应于原子模型；而当单元长度趋向于无穷大时,AFEM模型则变为传统的连续模型。因此,AFEM模型跨越了从原子尺度到宏观尺度,展现了从非局域过渡到局域的特性。并由此可知,AFEM能与原子区域的分子动力学(MD)方法自动匹配起来,消除在耦合边界处的反射。而对于单元长度增加而导致的无法避免的虚假反射波,我们采用滤波的原理,设计了一个低通滤波的耗散方法。通过在一维多尺度模型的数值模拟,证实了AFEM模型与原子模型完全耦合,以及由计算得到的反射和透射系数,展示了滤波耗散方法可以吸收掉高频的反射波而不会影响低频波的传播。第四章中,我们把AFEM模型推广到了二维情形。在引入最近邻和次近邻的简谐原子势后,我们推导出此时二维AFEM的运动方程。其同样展现了二维的AFEM模型能从原子尺度过渡到宏观尺度。由此我们实施了二维多尺度的数值模拟。通过分析整个体系的能量传播,证实了AFEM模型与原子模型是完全匹配的。而对于虚假的反射波,分别计算了纵波、横波的反射和透射系数,证实了滤波耗散方法仍然有效。在第五章,我们把以上的方法推广到了有限温度的多尺度模拟,用于模拟压痕体系。首先建立整个压痕体系的动力学模拟,在原子区域引入温度控制,而把滤波耗散层插入到过渡区域。通过分析原子及节点的位移分布,表明了整个区域都包含有动力学的行为。然后在此基础上我们模拟了二维压痕体系的温度、半径效应以及速度效应,结果与实验定性地相符。在最后一章,我们给出了整篇论文的一个内容总结,并对未来多尺度的发展提出了一些建议。