分子碰撞动力学是一门从微观层面研究原子与分子碰撞散射的学科。理论研究分子碰撞动力学的主要方法是利用计算机模拟原子与分子碰撞过程,通过计算得到的动力学结果来揭示粒子散射的内在机理。三原子体系是研究分子碰撞过程的基准体系,其非弹性散射过程以及反应性散射过程在天体物理、低温化学等领域有重要应用,然而三原子体系的研究也面临着低温研究不够深入、缺少体系势能面以及对振转激发的分子反应研究不足等问题。为了解决上述问题,本论文在低碰撞能下对三种三原子体系的分子碰撞动力学进行了理论研究,首先是在一个全新的势能面上研究了 H2及其同位素分子与He原子碰撞的动力学特征;然后构建了高精度He-TiO势能面并研究了 TiO分子与He原子的散射过程;最后基于经典的CCI势能面深入研究了 H+HD体系的反应动力学。具体工作包括以下三部分:（1）基于He-H2体系最新的BSP高精度势能面,利用非含时量子方法,研究了转动激发的H2及其同位素分子与He碰撞的转动淬灭动力学,得到了10-5 cm-1到1 04 cm-1碰撞能范围内的积分散射截面和10-4K到3000 K温度范围内的速率常数等动力学信息。结果表明,在低碰撞能区域,散射截面遵循魏格纳阈值定理,速率常数在低温下几乎为定值。在高碰撞能区域,散射截面表现出经典的能量传递特性,速率常数随着温度的升高而增加。BSP势能面上的范德瓦尔斯势阱引发了散射共振,与前人在MR势能面上计算的结果相比,由于BSP势能面势阱更深,散射共振更加显著。同位素效应在低碰撞能区域非常明显,随着折合质量增大,散射共振峰向低能区移动而且散射共振的振幅越来越大。（2）基于高精度能量点,采用神经网络方法构建了一个高精度He-TiO势能面,并进一步详细研究了 He原子与TiO分子的散射动力学。在从头算计算中,以ECP10MDF以及补充原子自然轨道基组为Ti原子基组,aug-cc-pVQZ为O原子基组,cc-pVQZ为He原子基组。所有能量点的计算都采用了多参考组态相互作用方法,同时使用戴维逊修正对高阶相关的影响进行了补偿。基于此势能面,利用非含时量子方法对He原子与转动激发的TiO分子的转动淬灭过程进行了研究,得到了碰撞能为10-5 cm-1到104 cm-1的淬灭散射截面和温度为10-4 K到3000 K的速率常数。研究证明在低碰撞能区域魏格纳阈值定理是有效的,而且势能面上的浅势阱会引发微弱的散射共振。同位素效应的研究显示,在TiO分子主要的淬灭过程j=1→0中,4He气体是比3He气体更为有效的冷却剂。（3）基于H3体系精确的CCI势能面,利用非含时量子方法,研究了 H原子与处于第一振动激发态的HD分子反应性散射的振动淬灭过程,得到了 HD（v=1,j=0）+H→D+H2（v’=0,j’）反应在碰撞能为1 cm-1到10000 cm-1的态-态积分反应截面。当碰撞能低于反应势垒时,在85 cm-1附近首次观测到了 Feshbach共振。Feshbach共振来源于HD分子的初始振转态v=1,j=0与准束缚态v=1,j=1的耦合,而且共振由单一分波L=1所主导。CCI与BKMP2势能面计算的结果均表明该共振态的寿命非常长。同时结合本工作中得到的动力学数据,给出了实验观测此处Feshbach共振的建议。最后,对HD（v=1,j>0）+H反应进行了振转淬灭的动力学研究,发现在碰撞能大于反应势垒的区域,反应截面与反应初末态的能级差成反比。在上述三个三原子体系的理论研究中,通过非含时量子方法得到了低能碰撞中非弹性散射和反应性散射的动力学结果,并对体系中分子的振转淬灭进行了分析和讨论。在此过程中,掌握了三原子体系低能碰撞的一般规律,解释了低温散射的动力学行为,而且发现了反应过程中振转淬灭的分子所展示出的量子现象。通过本论文的相关研究工作,加深了人们对于三原子体系低能碰撞动力学的理解。