研究非均质炸药的冲击起爆响应行为及爆轰传播行为,提高爆轰数值模拟能力无论在商业领域还是军事领域都有重要的应用价值,尤其是炸药在初始状态差异对起爆及传播的影响、炸药在多次冲击下的响应行为是当前学术前沿研究的重点和难点。本文针对我国常用的HMX基(Ex1)和TATB基(Ex2)两种PBX炸药的单次冲击响应及多次冲击响应行为开展理论爆轰建模和数值模拟研究,研究内容和成果有:(1)梳理、分析冲击起爆电磁粒子速度实验数据,提取D-up关系,结合其它实验的冲击绝热线数据,给出了两种炸药的冲击雨贡纽关系,并研究了未反应炸药JWL状态方程参数;根据爆速与不同初始密度的经验关系,通过CJ理论,给出了不同初始密度下的CJ状态,并根据圆筒实验,标定了爆轰产物状态方程参数,不同初始密度的参数计算的圆筒实验差异与实验结果相符。(2)分析Ex1炸药二次冲击起爆实验数据,提取的到爆轰距离和到爆轰时间比一次冲击起爆实验数据显著变长,炸药在低压预冲击下发生了减敏现象。在Lee-Tarver三项式基础上,加入熵函数,并改造点火项形式,扩展了适用于二次冲击减敏问题的反应速率模型,通过一次冲击起爆实验标定了新反应速率模型参数;模拟的不同压力加载的一次冲击起爆点火增长行为与实验符合较好。模拟了二次冲击起爆实验,在组合飞片速度较低情况下,第二次冲击波追上前驱波之前无爆轰增长行为;而组合飞片速度较高时,第二次冲击波追上前驱波之前有轻微爆轰增长行为,此规律与二次冲击起爆实验结果相符较好。二次冲击减敏问题数值模拟与实验结果的比较表明,修正过后的点火增长模型可以适用于PBX炸药的预冲击减敏的模拟。(3)通过模拟Ex2炸药冲击起爆实验及爆轰传播实验,校验了 WSD模型参数,并分析WSD模型在模拟一些特定问题上的不足;在WSD模型基础上,用相对熵增代表热点密度替换压缩比,改造了点火项的形式,对炸药边缘不起爆网格有一定的修正作用。在WSD模型的点火项和增长项中加入熵函数,扩展了适用于二次冲击减敏问题的模型(WSD-M模型),可以基本不用调整WSD模型原参数,采用WSD-M模型模拟二次冲击起爆实验,当主波追上前驱波前,波后无明显反应燃烧行为,与实验结果相符,而WSD模型不能模拟该现象。(4)采用WSD-M模型对不同炸药厚度和不同初始密度Ex2炸药散心爆轰推飞片的实验进行了数值模拟,模拟结果表明,在5mm-25mm炸药厚度范围内,爆轰波头增长随炸药厚度增加而增加,波头压力也随炸药初始密度的增加而增加,实验结果也呈现此特征,模拟的飞片膨胀速度曲线与实验符合较好,采用经验公式给出高、低密度的状态方程的做功能力差异与在考虑实验装置尺寸偏差后的高、低密度实验差异一致性较好;对Ex2炸药二维传播的拐角效应问题开展了模拟,WSD-M模型模拟爆轰波过拐角时,拐角附近炸药在预压缩条件下,出现了减敏效果,留下了稳定的不起爆或者部分起爆物质的区域,即“死区”,与相关文献的实验和模拟结果特征符合;而WSD模型模拟爆轰波过拐角时,爆轰波可以在拐角附近持续生成,无法形成死区。