本文针对炸药爆轰产物凝聚相碳在爆轰过程中的非平衡效应与炸药的能量释放的耦合关联行为,基于热力学程序VLWR的混合相态计算模型改进,引入Shaw-Johnson的动力学过程模拟,开展了对凝聚态炸药爆轰产物中凝聚态碳的相态和演化规律的研究。具体研究工作如下:基于VINET状态方程研究固体产物的状态,包括基于VLWR热力学程序引入普适性状态方程VINET及其相关应用（爆轰性能参数的评估,做功能力的评估,反应区宽度的理论计算）。基于VLWR热力学计算程序,引入了普适性固态方程VINET,通过对相关材料完全物态方程的标定验证了 VINET状态方程在描述固体冲击压缩数据的可信性。为了更为真实的反映爆轰过程极端的高温高压环境下纳米碳的可压缩程度,用SVM（支持向量机）对碳的输入参数进行了优化并对几种不同密度炸药爆轰性能进行计算,与实验结果进行了对比。考察采用改进VINET固态方程的热力学程序在炸药做功能力研究中的应用,计算了不同炸药等熵状态时热力学参数之间的关系,拟合了用来描述等熵膨胀的普适性Cooper曲线和JWL状态方程参数。应用LS-DYNA程序数值模拟炸药的圆筒试验,验证了改进后算法在描述炸药作功能力方面具有较好的优越性。在改进VINET固态方程的热力学程序中引入化学反应速率函数,建立了能够描述炸药反应区内压力历程的理论计算方法。搭建了混合相模型并应用其研究炸药相关性能。考虑化学反应区内碳的多相组成,基于COWAN状态方程设定了给出初始石墨/金刚石生成比例的热力学计算模型,通过基于外加石墨和RDX体系的实验数据进行模型验证。基于此模型,研究了金刚石/石墨比例对负氧炸药爆轰性能的影响,通过实验测量的爆轰性能参数反向标定最可能的金刚石占比。在这个占比下计算等熵膨胀处冷凝温度1500-1800K下的组分,爆热和产物的热力学参数之间的关系,拟合JWL状态方程参数并计算了内能的减少量,相比BKW、BKWR和JCZ3,采用混合相模型的VLWR计算的爆轰能量准确性大幅提高。爆热和等熵膨胀区能量的计算进一步验证了混合相模型的有效性。构筑了混合态势参数,研究混合相态对反应区的影响。在平衡态固相物态方程VINET的基础上,考虑多相碳组份的混合法则,采用非线性拟合的方式,构建了等效体系的固态产物状态方程参数、热力学势参数与相态混合体系的匹配关系,实现了非平衡多相混合体系的有效单一化等效,克服了基于最小自由能原理产生的最可能的单一相态筛选问题,获得了 CJ态不同碳相组成下产物的热力学状态变化关系。采用光子多普勒测速（PDV）测界面粒子速度来研究碳的演化差异对炸药反应区结构的影响。对高负氧平衡炸药,分子内碳模糊了炸药界面粒子速度的反应区和膨胀区交界的拐点,导致反应结束点的后移,可能与碳的凝聚释能效应有关;而外加石墨的吸热性降低了温度,延长了化学反应区。研究了碳的演化差异对膨胀区能量释放的影响。结合Shaw-Johnson模型和JWLM状态方程模拟,在炸药的唯象化学反应模型的基础上,考虑碳的凝聚动力学过程,开展动力学模型研究。结合凝聚态碳产物的内能在不同时刻的状态变化关系以及能量释放特性,通过动力学模拟将热力学计算与驱动薄飞片的试验测试结果（厚度与反应区宽度相当、厚度远大于反应区宽度等情况）相结合,分析碳的凝聚过程与能量释放过程的关联机制,即碳的相态和凝结过程会影响炸药的能量释放和做功能力。