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中国ADS（C-ADS）是一个为了解决核废料处理问题以及核电站核资源问题的战略性计划，对中国能源发展有重要意义。中国ADS加速器是一台设计最终能量为1.5 GeV、流强为10mA、束流功率为15 MW的连续波高功率质子直线加速器，除了RFQ为常温加速结构外均采用超导加速器结构。对于如此高的束流功率，束流损失的控制是该加速器设计和建造中的核心问题。加速器中各种设备的准直误差和场误差以及束流失匹配造成的束晕是束流损失的主要原因，所以需要进行详细的误差分析以及失匹配研究以寻找控制束流损失的方法。 本文从理论上推导了准直误差导致的中心轨道偏移和发射度增长，以及场误差导致的发射度增长，并与注入器方案Ⅰ的模拟结果进行对比，得到理论推导结果与数值模拟结果吻合。利用多粒子跟踪程序详细分析了各个误差源引起的动力学影响，完成注入器Ⅰ、主加速器和整个加速器的误差分析和轨道校正。通过误差分析得到合理的纵向接受度是整个加速器设计中控制束流损失的关键，并根据误差分析的结果对Lattice设计进行优化，得到更有误差容忍性的设计方案。利用TraceWin程序完成了C-ADS加速器主加速段的失匹配研究，分析了失匹配导致的发射度增长及包络振荡的结果。所有这些工作表明了，采用合理设计的C-ADS加速器在束流动力学上能够满足其对束流损失控制的设计目标(＜1W/m)。 本文分析了强流直线加速器中非均温设计方法的可行性及优势，并根据非均温设计思想完成C-ADS主加速器的设计及CERN SPL加速器的优化设计。在保证最大加速效率的同时，C-ADS主加速器段设计可同时适用与两个不同的注入器方案，文中给出非均温设计的动力学结果。为了缩短SPL的长度，利用非均温设计思想，完成了在不同加速梯度下的物理设计方案。 论文工作还包括其他相关工作，包括:利用TRACK程序进行了C-ADS注入器方案Ⅰ的RFQ束流动力学校核研究;CERN LINAC4传输线L4T上能量测量方法的模拟和带空间电荷效应的纵向发射度测量模拟;研究了CSNS质子束窗散射效应等。