近地爆烟尘由不同粒径尺度的放射性颗粒组成，且运动的时空尺度大。针对近地爆烟尘的大气γ电离辐射环境模拟这一难题，首先开展了γ大气辐射机理分析，进行了无风条件设定，建立了烟尘γ辐射的理论模型，其次引入和提出了相应的数值差分与积分算法，最后给出了对1 000 kt内华达近地爆烟尘在大气中的放射性活度和辐射剂量率的模拟算例，完成了一定的辐射环境时空演变规律总结与结果对比，对比发现本模型在保证活度结果一致性的同时，能计算出大气辐射剂量率的理论最大值。

电子束辐照材料后发生轫致辐射可以产生脉冲X射线，轫致辐射产生X射线的能谱、转化效率等参数与电子束能量，靶材料及其结构相关。利用二极管的电压、电流波形计算了电子束参数，建立了复合靶蒙特卡罗粒子输运计算模型，模拟了电子和光子在不同材料中的输运规律，研究了钽和有机玻璃组成的复合阳极靶对X射线辐射场的影响，结果对于产生低能、高注量、高转化效率、低透射电子能量用复合阳极靶的设计具有指导意义。计算结果表明：复合阳极靶中有机玻璃具有软化电子能谱、衰减透射电子的作用；采用慢化电子靶比相同厚度薄靶产生的X射线能谱相对要硬；减小钽的厚度有利于减小平均光子能量，而增加钽的厚度有助于提高能量转化效率；选用有机玻璃2 cm、钽10 μm的薄靶时，X射线平均能量为133.22 keV，光子能量转化效率为0.055%。

为满足kA级脉冲电流注入应用需求，设计了一种基于非晶磁芯的电流注入环，其初级线圈采用线缆直接引出的方式，有效解决了传统注入环N型电缆接头耐压不足的问题。之后根据注入环结构建立了其电路模型，并应用粒子群优化算法确定了模型参数值。频域和时域的验证实验表明，仿真结果和实验结果具有较好的一致性，验证了该电路模型的可靠性和正确性。对注入环的实际应用场景进行了仿真分析，结果表明该电流注入环可满足实际应用中kA级脉冲电流注入的需求。

为分析多导体传输线耦合情况下线缆结构参数的不确定性对终端电压的影响，引入了一种基于区间分析的切比雪夫(Chebyshev)多项式逼近方法。该方法首先将传输线电报方程转换为常微分方程求解；其次采用Chebyshev多项式求得电报方程的扩张函数，进而获得终端电压的波动范围。相比于混沌多项式方法和蒙特卡罗（MC）法，此方法只需要输入随机参数的波动范围。针对电磁脉冲辐照下高度和间距随机变动的多导体线束进行仿真，仿真结果表明，间距基本不影响终端电压，终端电压对高度更为敏感。在计算结果基本一致的情况下，Chebyshev多项式逼近方法的计算耗时远小于MC方法。

提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔（RK）方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开，提高了对空间微分的近似精度，减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法（FDTD）方法相比，在每波长采样数相同时，RK方法的计算精度更高。同时，根据Taylor模型，对外界平面波激励源进行离散，成功利用RK方法对外部场激励传输线进行求解，扩大了龙格?库塔方法在求解传输线方程时的应用范围。通过编程对平面波辐照下无限大地平面上的单导体与双导体的算例分别应用FDTD方法与RK方法进行了计算，验证了RK方法的正确性。结果表明同等计算条件下RK方法的计算精度更高。