乳化炸药因其原料广泛、成本低、抗水性好、生产工艺简单等优点已成为我国工业炸药中的主导产品。但是由于含10%左右的水，作功能力偏低，限制了乳化炸药的应用范围。同时，装药结构对炸药能量输出结构和爆破效果也有显著影响。本文围绕乳化炸药能量及能量输出结构，采用实验与数值模拟的途径对乳化炸药的能量提高及能量输出结构进行了探索性研究。以氧平衡为-0.0005乳化炸药作为基础炸药，实验研究了铝粉含量、粒度对乳化炸药爆炸性能（爆速、爆压及猛度）的影响，并通过格尼能、格尼速度的计算结果分析含铝乳化炸药的作功能力，探讨了约束条件对提高乳化炸药能量的作用。此外，利用C80微量量热仪还分析铝粉对乳化炸药的热安全行为的影响。结果表明，铝粉可在爆轰区内参与反应，提高乳化炸药的爆速与爆压；铝粉在爆轰区外参与反应，可提高乳化炸药的猛度及作功能力。利用爆炸水池作为研究对象，研究了装药结构对乳化炸药能量输出结构的影响，并首次设计了适于小水池水下爆炸测试的不耦合装药结构，并实现了不耦合系数、不耦合介质时的乳化炸药水下爆炸能量的测试。分析了不耦合系数、不耦合介质、铝粉含量及氧平衡对乳化炸药能量输出形式及结构的影响。结果表明，随着不耦合系数的增大，爆炸能量在传播过程中的衰减越明显，水介质条件下爆炸能量衰减较小。乳化炸药的冲击波能与气泡能均随铝粉含量增加而提高。采用基于Gibbs最小自由能原理的方法建立了乳化炸药的JWL状态方程，建立了径向、轴向不耦合装药的数学模型，利用AUTODYN软件对径向不耦合装药的水下爆炸输出能量和能量输出结构进行了数值计算，计算得到了轴向不耦合装药时的空气柱位置、填塞材料不同对乳化炸药在混凝土中的损伤云图的区别，并依此得出对能量利用率的影响。结果表明，乳化炸药在水介质中混凝土损伤区域区域面积较大，能量有效利用较高；空气柱位于中间位置时，损伤区域分布较为均匀；混凝土作为填塞材料时，炸药能量利用率最高。