论文对计划建造的强流重离子加速器装置(HIAF)压缩环(CRing)中束流的纵向运动进行了较为详细的研究,以238U34+粒子为典型粒子,模拟了束流在CRing中的俘获、加速和散束过程。首先,论文介绍了加速器物理学中束流纵向运动的相关基础知识以及纵向运动的相关理论,以此作为本论文研究的基础。其次,论文展示了推导同步加速器中束流纵向运动方程的方法,并给出了详细的推导过程。在纵向运动方程的基础之上,对HIAF-CRing内束流的动力学过程进行了模拟研究,得到了高频参数的变化规律,为高频设备的调试以及运行提供了理论参考。压缩环CRing是HIAF装置的重要组成部分,CRing将BRing累积和加速后的束流纵向堆积成为具有较高流强的连续束并对之加速、压缩后快引出到物态研究终端,或者1/3共振慢引出后输送到材料、生物辐照等综合实验终端。CRing也可以接受从SRing引出的高纯度的放射性束,在长直线段与电子靶中的电子碰撞开展电子-离子复合解离(DR)实验研究。本论文研究的是由增强器BRing多次注入的束流在CRing中纵向堆积之后到压缩之前这一阶段的过程,这些过程由HIAF中一个单独的高频腔体完成。论文首先介绍了进行束流纵向动力学模拟所应遵循的思路和方法。其次论文详细地展示了整个模拟过程和模拟结果,并对结果进行了细致的分析。在对纵向累积之后的束团加速之前,需要对堆积在CRing中形成的连续束进行俘获。俘获过程是影响效率的一个十分关键的因素,俘获效率直接影响引出之前的粒子损失状况,采用一种绝热俘获的方式能够有效的提高俘获效率。在俘获过程之后,束流能量由800 Me V/u被加速到1130 Me V/u,通过控制相稳定区面积的方式使俘获后的粒子在相稳定区之内运动,减少粒子的损失。在进行纵向束流压缩之前,需要降低加速后束流的动量分散。而这就需要一个绝热的散束过程,并将加速后的束团动量分散降低,将束团散成连续束,以供CRing上的压缩腔使用。因而本论文对束流的加速和散束过程也进行了比较详细的研究,采用绝热的方法,提高了加速过程中的效率,为之后的束流纵向压缩奠定了基础。