利用溶胶凝胶法制备高压合成翡翠的初级料，对初级料进行多次高温熔融处理以减少其内部的气泡，最后淬火得到具有翡翠化学成分(NaAlSi₂O₆)的透明玻璃料。采用带温加压及卸压的方法对玻璃料进行高温高压处理，以促进样品的塑性形变并减少残余应力，防止样品开裂。高压合成的翡翠样品块体完整，X射线衍射及扫描电镜检测表明，合成样品具有与天然翡翠高度一致的相组成与微结构。研究发现，影响高压合成翡翠样品品质的主要因素是初始玻璃料晶化后硬玉的微结构，即样品中硬玉晶粒的大小、形貌、排列取向和致密性等。

PbTe是目前唯一商业化应用的温差发电用中温区热电材料。大量研究表明，高压方法能够合成热电材料并有效调制其电声输运性能。目前针对PbTe的高压研究均为n型材料，而热电材料的应用还需要热膨胀系数相近的p型材料。因此，利用高压合成技术快速制备了Te过量的PbTe热电材料，并对其室温下的热电输运性质进行了测试和分析。结果表明，当Te过量6%时，PbTe为空穴导电，属于p型半导体；通过改变Te的含量，能够优化PbTe的电声输运性能，提高其功率因子且降低热导率。高压合成p型PbTe_1.12的最大热电优值达到0.21，比相同方法制备的标准化学计量比的PbTe提高了50%。研究结果表明，高压方法结合化学计量比调整能够制备出高热电性能的p型PbTe热电材料。

根据等温等压的热力学平衡条件及体积相加原理，建立了一种多组元混合物状态方程理论模型，基于单质的状态方程，得到混合物的内能、压力、定容比热容、压强系数、等温声速等。采用该模型计算了一种4组元钨合金的状态方程，与状态方程库提供的合金状态方程符合得较好。

采用激光干涉测速技术和楔形炸药，对未反应钝感高能炸药JBO-9021的冲击雨贡纽曲线进行了实验研究。通过激光干涉测试技术对楔形炸药冲击波后不同位置的多点粒子速度进行测试，获得一组不同压力下未反应炸药中的波后粒子速度和冲击波速度，通过曲线拟合得到未反应炸药的冲击雨贡纽曲线。同时将未反应炸药的冲击雨贡纽曲线和冲击波阵面的Rankine-Hugoniot关系进行联立，获得未反应炸药的状态方程。

采用粒子图像测速(PIV)技术，实验研究了激波两次冲击空气环境中重气体SF₆气柱的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性，定量表征了流场的速度、涡量和环量。结果表明，激波首次冲击气柱后，界面演化成初始涡对，且在较长时间内涡强度的变化很小。激波二次冲击气柱后：当反射距离较小时，界面衍生出二次涡对，其旋转方向与初始涡对的旋转方向相反，强度显著小于初始涡对的强度；当反射距离较大时，则不衍生大尺度涡结构。初始涡对的环量在激波二次冲击气柱后随时间逐渐减小，说明能量逐渐由流场中的大尺度结构转移至小尺度结构。利用PIV技术得到的初始涡对和二次涡对的环量与理论模型的预测结果吻合较好。

经典Front Tracking方法采用示踪点的连线表示界面，以示踪点运动表现界面运动，具有精度高等特点，但在处理复杂界面拓扑结构变化时容易产生拓扑混乱导致计算无法继续进行。为此，对经典Front Tracking方法进行了改进，提出了一种新的数据结构处理方法，以由示踪点连线所组成线段的运动表现界面的运动过程，能够较好地避免拓扑混乱情况，并且继承了经典方法的优点。对改进的Front Tracking方法进行了程序编写，采用两个算例对新方法的可靠性加以验证，得到了较好的结果。

为了直观地描述冻土在冲击加载下的动态力学性能和应力-应变关系，从细观出发，将冻土视为冰颗粒增强的复合材料，建立了基于冰颗粒增强的冻土细观动态本构模型。根据土相在冲击作用下层层破坏的特点，假定冲击层的动模量因冲击损伤而发生变化，在模型中引入了应变率项。利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对冻土进行冲击加载实验，通过改变温度和应变率，获得了冻土在不同实验条件下的动态冲击应力-应变曲线。实验结果表明，冻土具有明显的温度效应和应变率效应。模型计算结果与实验结果符合良好，验证了所建立的动态本构模型的合理性和适用性，具有很强的工程应用价值。

基于三维非线性LS-DYNA程序，采用动态显式算法对爆炸载荷下V型夹芯板和平板的动态响应进行数值模拟，得出了不同工况下V型板和平板的面板挠度、芯层压缩量及其吸收的能量。结果表明：与平板相比，V型板具有更加优越的防爆性能。当V型板的面板厚度一定时，上面板挠度、芯层的压缩量及其吸收的能量随着V型板夹角的增大而增大；当V型板夹角一定时，上面板挠度、芯层的压缩量及其吸收的能量随着面板厚度的增大而减小。该结果可以为汽车底板防护和其他防爆设计提供参考。

为定量分析滑移和同步脉冲载荷下圆柱壳瞬态响应的差异，以不同尺寸的圆柱壳为对象，分别加载滑移和同步脉冲载荷进行数值模拟，研究了平均应变差异随几何特征参数的变化规律。结果表明：对于圆柱壳结构，平均应变差异随径厚比d/t变化的情况与长度相关，厚度变化对圆柱壳的平均应变差异影响较小；对于不同厚度的圆柱壳，平均应变差异随细长比d/l的增大而减小，当d/l≤0.45时，平均应变差异在20%以内。分析结果为相关试验设计和结果评估提供了有价值的参考。

为了研究弹体侵彻开坑过程中弹头表面阻力，采用应力波表层损伤理论分析了混凝土开坑区的侵彻特性，并在应力波反射形成层裂的基础上解释了靶面成坑机理，建立了计算开坑区弹头表面阻力的新模型，通过数值仿真和实验方法对新模型进行验证。结果表明：数值模拟和实验与新模型的计算结果吻合较好，开坑过程中弹体表面阻力与速度和弹体头部形状有关。新模型能够较好地描述开坑深度与速度的关系，适用于弹体侵彻混凝土靶的阻力计算，克服了Forrestal半经验法的不足。

爆轰波对碰区的飞层运动是武器物理研究的热点问题，对碰区运动凸起晚期诊断结果与早期飞层的响应过程有着密切的关联。目前实验研究主要集中在分析对碰行为晚期演化结果的外在特征，而对早期飞层响应过程进行精确测量的研究则很少。选取W、Cu等性能基本已知的材料作为研究对象，采用自研的超高速光电分幅相机搭建了精密实验平台，并将其用于对碰区爆轰波对碰过程及飞层材料早期响应行为实验，获得了冲击波对碰前、后飞层表面变形的细节特征，建立了对碰区早期飞层材料表面凸起的演化图像。该结果可以为对碰区凸起运动的状态分析和数值模拟提供参考。

电磁轨道炮接触热时空分布特性是进行电枢熔化抑制、轨道散热设计和热管理的重要依据。在建立电枢与轨道接触压力、接触电阻计算模型的基础上，建立了接触热时空分布的计算模型，对电磁轨道炮的接触热时空分布进行了仿真计算，并对其特性进行了分析。针对接触热在电枢运动初始阶段相对集中的问题，研究了电枢前级加速对接触热时空分布特性的影响。仿真分析结果表明：接触热主要来源于电流焦耳热，焦耳热功率曲线与驱动电流曲线具有较大相似性；大部分接触热在电枢运动初始阶段传导给轨道，这是引起此阶段轨道烧蚀的主要原因；电枢运动初始阶段单位长度轨道传导的接触热和发射过程中电枢的热积累随着电枢初速度的增大而减小。

电枢是电磁线圈发射器的关键能量转换部分，针对感应实体电枢、感应线圈电枢、串联载流线圈电枢和并联载流线圈电枢4种电磁发射器的发射原理和结构特点，推导了4种发射器的系统数学模型。根据等效电路方法，利用MATLAB建立仿真系统，对影响电磁线圈发射器系统特性的电枢尺寸、实体电枢材料、线圈电枢线径、电枢初始位置与初速度、多级发射器电枢位置序列等因素进行了仿真计算和比较分析。结果表明：感应电枢发射器在初级和末级驱动线圈电流下降阶段存在磁力拖拽效应，使得发射体速度在发射管出口处下降明显，而载流电枢发射器不存在拖拽效应; 增大感应线圈电枢和串联载流线圈电枢线径，或减小并联载流线圈电枢线径，可以有效提高发射出口速度; 载流电枢适用于低速较少级数发射系统。研究方法和结论对电磁发射器电枢结构选择和方案设计具有一定的指导意义。

当飞片或靶板材料的冲击雨贡纽参数未知时，根据现有靶板撞击面冲击波压力的理论模型无法对其冲击波压力峰值和脉冲宽度进行准确预估。针对该问题，基于相似理论，对影响冲击波压力峰值和脉冲宽度的因素进行量纲分析，分别建立了冲击波压力峰值和脉冲宽度的经验模型，且模型中各项均有明确的物理意义。通过实例分析，获得了不同飞片厚度和冲击速度下，45钢冲击纯镍产生的平面冲击波的经验模型定量关系式，模型预测结果与实验测量值较为吻合。

复杂工程建模与模拟中始终存在不确定度，分析与辨识不确定度的来源及量化不确定度对建模与模拟可信度评估具有重要意义。为此，给出了建模与模拟中误差与不确定度的概念以及不确定度量化的过程，并以爆炸波问题为例说明量化偶然不确定度的过程，得到了爆炸波问题的期望和标准差以及激波位置的概率密度函数，验证了非嵌入多项式混沌方法在复杂非线性系统不确定度量化中的有效性。

随着同步辐射技术的发展，稳定、高强度、能量可调、具有优良相干性的X射线源成为现实，使得X射线成像技术在诸多领域得到了广泛的应用。成像方法也从传统的简单投影成像，发展出相衬成像、显微成像、相干衍射成像等多种实验技术。X射线衍射技术用于测量具有长程周期性的材料在微观尺度的结构信息; 与之相比，X射线成像技术的可视化强，测量直接，可实现各种材料(晶体、非晶体、液体等)从微观、介观到宏观尺度的测量。近年来，X射线成像技术在静高压领域中有了长足的发展，如非晶态材料的物态方程测量、高压加载下的声速测量、熔融铁在地幔岩石中的输运过程研究、晶体材料中的应变分布以及材料相变的演化过程研究等。本文较系统地总结了X射线成像技术在静高压研究领域的应用，以期对今后的研究有所帮助。