室温离子液体作为一种超级绿色溶剂，在工业化生产中具有极其广阔的应用前景。探讨室温离子液体在超高压等极端条件下的结构和性质之间的内在联系，阐明室温离子液体结晶固化机制，不但是离子液体这种特殊物质的基础研究问题，同时其结果也将直接使离子液体的应用研究获得收益。在对室温离子液体的研究现状进行综合分析的基础上，着重概述了超高压等极端条件下室温离子液体结构和性质的研究进展、潜在应用和发展方向，以期有助于今后室温离子液体的研究和应用。

高温高压下矿物和岩石的热传导性质是了解地球内部动力学机制、层圈温度分布和地球热演化历史的重要参数。高温高压下原位测量矿物和岩石的热扩散系数具有重要的地学意义，但是在国内这方面的研究还处于空白阶段。以YJ-3000t紧装式六面顶压机为平台，搭建了高温高压下原位测量岩石热扩散系数的装置，并分别在0.5和2.0 GPa、20~500 ℃条件下测量了玄武岩的热扩散系数。外推至常压高温下的结果与常压高温下采用LFA427激光热导仪测量的结果符合得较好，说明该装置可以用于测量高温高压下岩石的热扩散系数。

基于密度泛函理论的第一原理方法，研究了金的物态方程。基态计算结果表明，采用局域密度近似(LDA)形式的势函数能更准确地反应金材料中电子-电子之间的交换关联作用。利用第一原理分子动力学方法，计算了密度为19.3~42.0 g/cm³、温度在1 000~50 000 K区间的金的物态方程，在此基础上计算了冲击雨贡纽点，并与实验数据及已有的理论曲线进行比较，理论计算结果与实验结果符合得较好。

根据分离式Hopkinson压杆实验以及准静态实验得到的泡沫铝材料在不同温度以及不同应变率下的应力-应变曲线，分析了泡沫铝本构方程中温度效应与应变率效应之间的耦合关系，即温度越高，泡沫铝的应变率效应越显著。基于Sherwood和Frost提出的泡沫材料本构关系框架，对常温下的应变率敏感系数进行了温度项修正，修正后的本构方程在高温高应变率下与实验结果具有较好的一致性。最终得到泡沫铝在一定密度范围内包含温度项、应变率项较为完备的本构方程。

理论预言，B-C-N化合物可能存在多种结构，并具有优良的物理性能，因此其合成研究引起了各国学者的关注。运用二级轻气炮冲击加载与样品回收技术，在40 GPa压力附近探索了B-C-N化合物的新相合成条件。X射线衍射、高分辨率透射电镜、电子衍射、X射线光电子能谱等检测技术的分析结果表明，3种不同原子比例的B-C-N前驱物在40 GPa的强冲击合成条件下，均能生成一种新的B-C-N致密新相单晶体，尺寸约为60 nm。具有这种结构的B-C-N化合物在文献中未见报道。研究结果对进一步探索B-C-N新相的结构形态及其高温高压合成条件具有参考意义，也为理论工作者提供了一种新的B-C-N结构模型。

设计了用于测量兆帕级压强范围内气体等温状态方程的实验装置，对300 K、0~60 MPa条件下氩气密度随压强的变化进行了精确测量。通过拟合实验数据，得到了氩气的第二和第三维里系数。由实验气体氩的维里系数，确定了其林纳德-琼斯势(L-J势)参数。采用该势参数对不同温度下氩气的状态方程进行了拓宽计算，并与其它实验和经验状态方程进行了比较分析，确定其适用范围。

采用PVDF压力计和高速分幅摄影技术，对低冲击作用(2~4 GPa)下入射到炸药中的压力和输出压力、冲击引发反应区域的传播等物理过程进行了测量，得到了不同衰减层厚度下炸药的入射压力历程和冲击传播图像。根据实验结果，分析了低冲击作用下压力增长或衰减及冲击引发反应区域的传播规律，并由此对冲击波阵面的压力与做功能力的关系、壳体约束对反应增长及压力泄露的影响等问题进行了进一步讨论。

为了评估环氧丙烷蒸气-铝粉-空气杂混合物的爆炸危险性，在5 L圆柱形爆炸装置中分别对铝粉、环氧丙烷蒸气及铝粉与环氧丙烷蒸气共存条件下的杂混合物进行了爆炸浓度下限的实验研究。结果表明：环氧丙烷蒸气可使杂混合物的爆炸下限浓度降低；杂混合物的最大爆炸压力上升速率由于环氧丙烷蒸气的存在而增强；当铝粉浓度较低时，环氧丙烷蒸气的加入使最大爆炸压力明显增加，之后随着铝粉浓度的增加，最大爆炸压力反而减小。

高温火焰峰面是室内燃气爆燃事故中最主要的致害因素之一，火焰峰面的波及范围在很大程度上反映了事故的危险区域及事故的严重性。借助计算流体力学技术，结合某室内燃气泄漏爆燃事故，对不同燃气浓度下室内燃气爆燃过程，尤其是火焰波及范围，进行了深入研究。研究结果表明，燃气浓度对火焰波及范围有显著影响，浓度越大，火焰波及范围越大。这是由于在富含燃料而氧气不足的条件下，大量未燃燃料在前导冲击波和湍流作用下进一步运移和扩散，加剧了火焰的进一步延伸，从而导致火焰区的扩大。

设计了高速钻地结构弹，采用35 mm口径的弹道炮和100 mm口径的滑膛炮，进行了0.15和1.5 kg弹体在1 030~1 630 m/s速度范围内侵彻钢筋混凝土靶的实验研究，对高速侵彻条件下弹体的结构响应、质量损失及生存极限速度等问题进行了探讨。结果表明：在高速侵彻混凝土过程中，弹体结构的变形破坏包括头部侵蚀/墩粗+侧壁磨蚀、弯曲/尾部破裂、破碎等形式，弹体头部侵蚀和弹体质量损失程度随撞靶初速度的增加而增加。

针对侵彻多层间隔钢靶的要求，开展了爆炸成型弹丸(EFP)实验装置设计和侵彻实验研究。采用曲面变厚度药型罩设计方法，设计了药型罩口径为60 mm的压拢型EFP实验装置，并进行了侵彻多层钢靶实验，采用闪光X射线技术，测得了EFP的形状和速度。实验结果表明：EFP具有速度适中、密实性良好、长径比较小的特点，在贯穿多层钢靶过程中性能稳定，未发生碎裂现象，达到了穿透6层厚度为6 mm、间距为2 m的钢靶的侵彻效果。

针对串联战斗部前级装药大开孔兼顾侵深的要求，应用LS-DYNA有限元软件，结合正交优化设计方法，仿真研究了K装药的药型罩及隔板结构参数对高速聚能杆式射流成型的影响规律，找出了形成较高头部速度的聚能杆式射流的药型罩外壁曲率半径和偏心距(分别为90~110 mm和35~40 mm)。计算得到了各结构参数(偏心距、罩外壁曲率半径、壁厚、隔板直径、张角、锥角)对聚能杆式侵彻体成型指标(头部速度和头尾速度差)影响的主次顺序，获得了K装药结构参数的最佳组合。进行了X光成像及侵彻钢靶实验，侵深达到装药口径的3.73倍，侵彻孔径为装药口径的0.36倍，侵彻孔径较均匀。数值模拟结果与实验结果吻合较好，研究结果为串联聚能装药技术的进一步研究提供了参考依据。

为了解决在大块度障碍物上快速开孔且孔深和孔径符合要求的难题，提出了一种前、后两级均为爆炸成型弹丸(EFP)装药的新型串联聚能装药结构。利用LS-DYNA3D有限元软件，对串联EFP装药的成型过程进行了数值仿真，分析了两级装药延时起爆对后级EFP成型的影响，并在此基础上开展了串联EFP装药侵彻45钢靶实验。结果表明：该串联EFP装药结构可充分发挥前、后两级EFP的侵彻能力，提高了侵彻效果。

对煤矿井下救生舱体的抗冲击强度进行数值检测时，经常将舱门等特殊结构进行简化，以缩短计算周期；然而，当救生舱体受到爆炸冲击时，发生较大变形或失效的部位多出现在这些特殊结构上。为了能够模拟这些结构的动态响应，同时又不影响整体分析的计算周期，研究了一种基于LS-DYNA有限元软件的Link-Interface数值模拟技术。利用该技术，对某特定救生舱的舱门及加强筋进行了重点计算。结果表明：在正面冲击压力峰值为1.5 MPa的前提下，舱门的最大位移单元在中心位置，并且位移峰值随着冲击载荷的压力上升时间呈指数衰减规律；增加环向加强筋的厚度对于提升舱体侧面强度的效果优于轴向加强筋，因此设计救生舱时应该重点考虑环向加强筋的厚度。

为了更准确地反映滑动电接触面的温升过程，建立了电磁轨道炮高速滑动条件下非理想电接触的计算模型，采用有限差分法，对接触电阻热效应进行了计算。计算结果表明：非理想电接触的表面温升明显高于理想接触，接触电阻层的厚度越大，电接触面的温升越快；由于速度趋肤效应的影响，接触电阻热的作用范围主要集中在接触面尾部区域；材料的热导率及输入电流的波形均对接触面温度峰值有重要的影响。研究结果为预测接触表面的材料状态，进而预测接触转捩的发生提供了理论依据。

为了研究激波驱动下固体颗粒的抛洒问题，采用FLUENT的离散相模型，对不同直径(2.00~3.00 mm、0.80~1.10 mm和0.42 mm)、质量均为5 g的石英砂颗粒在激波管加载下抛洒的气-固两相流动过程进行了数值模拟，得到了石英砂颗粒云团的中心颗粒在抛洒过程中不同时刻沿激波加载方向的平均速度和平均位移，并与实验结果进行了对比。结果表明，两者的吻合度较好，只是由于计算模型中未考虑滤网，并且假定激波管纸膜为瞬间破裂，因此导致数值模拟得到的平均速度和平均位移略高于实验值。

设计并组建了一种阵列式光幕靶测试系统，主要用于测试战斗部正常破片的速度以及破片群分布，尤其是小破片群速度及破片群分布。介绍了激光光幕靶的测试原理，利用该光幕靶进行了室外爆炸动态实验测试，并对实验结果进行了分析。结果表明，该光幕靶能够精确测量尺寸为5 mm的破片速度及破片群分布。

由于在压力的激励下新型电容式高膛压测试仪壳体产生的振动特性将影响测试仪的动态特性，因此着重研究了测试仪壳体的动力学特性，建立了壳体受外压作用时的动力学模型。理论计算表明，壳体径向振动的一阶振动频率在75 kHz以上，而火炮膛压的频谱在5 kHz以下，说明壳体振动对膛压测试精度的影响可以忽略。

采用乳酸菌发酵结合动态高压微射流(Dynamic High Pressure Microfluidization，DHPM)技术，对豆渣进行改性，探讨其对膳食纤维组成、水化性质、持油力、胆汁酸结合能力及阳离子交换能力的影响。结果表明：乳酸菌发酵和DHPM均可有效提高豆渣中可溶性膳食纤维的含量，并降低不可溶性膳食纤维的含量，使可溶性与不可溶性膳食纤维含量的比值最大达到1:2.6；乳酸菌发酵和DHPM能明显改善膳食纤维的水化性质和持油力，但对阳离子交换能力的影响不显著；乳酸菌发酵使豆渣膳食纤维结合胆汁酸的能力下降，而DHPM则使之升高。乳酸菌发酵和DHPM可以作为提高膳食纤维生理功能的有效途径。

为探讨不同杀菌方式对胡萝卜汁品质的影响，以鲜榨胡萝卜汁为对象，研究了超高压(600 MPa，5 min)和热杀菌(90 ℃，5 min)处理前、后及其在贮藏过程(4和27 ℃)中的品质变化。结果表明：经热杀菌处理的胡萝卜汁的亮度L、红色值a、黄色值b和总色差ΔE显著上升(P < 0.05)，而超高压处理的胡萝卜汁的a值和总色差ΔE显著上升(P < 0.05)，但L值和b值却没有显著变化(P > 0.05)；贮藏过程中L、a、b值均上升，总色差ΔE下降(P < 0.05)。超高压和热杀菌处理前、后，胡萝卜汁的pH值、可溶性固形物及浊度均没有显著变化；在贮藏过程中，胡萝卜汁的pH值没有显著变化，可溶性固形物呈上升趋势，而浊度呈下降趋势。经过超高压处理后，胡萝卜汁的流变性比热杀菌处理时更接近牛顿流体，并且在贮藏过程中超高压处理的胡萝卜汁的流动特性指数n没有显著变化，而经热杀菌处理的胡萝卜汁的n值则先上升后下降。胡萝卜汁在超高压和热杀菌处理后，抗氧化性均有显著提高(P < 0.05)，而α-和β-胡萝卜素含量及颗粒分布的变化不显著(P > 0.05)，但是在贮藏过程中胡萝卜素含量逐渐下降，并且有新的颗粒产生。