中国散裂中子源(CSNS)是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置之一。CSNS的主加速器是强流质子快循环同步加速器(RCS)。在这种加速器中，非控束流损失产生的瞬间放射性和感生放射性较强，因此束流损失率、特别是非控束流损失是设计中需要着重关注的主要问题之一。通常RCS的注入过程是束流损失最大的阶段，因此RCS注入系统的设计是CSNS研究和设计的关键之一。CSNS预研已对注入阶段的横向相空间涂抹和剥离膜穿越的束流物理进行了较为详细的研究。本研究延续前期工作，对纵向注入的束流物理和方案进行系统地研究。　　本研究在掌握RCS中基本的纵向运动规律的基础上，采用宏粒子跟踪模拟的方法，使用ORBIT程序，对CSNS RCS的纵向注入过程中众多有重要影响的参数进行组合，进行了大量的数值模拟，比较了各种组合方案的优劣，分析了纵向运动过程中的物理图像和束流损失的机制，获得了优化的RF电压曲线和较为合适的注入参数组合方案。对在数值模拟研究中发现的一些很有意义的物理现象进行了尝试性的解释。在优化的纵向注入方案的基础上，也进行了三维注入和加速的模拟研究，并取得了初步的进展。　　本研究是CSNS工程预研和设计的一部分。研究结果对CSNS的设计和建设具有参考价值，对于未来同类加速器的设计和建造也具有理论和实际意义。