磁驱动固体套筒内爆是指在柱面汇聚构型下利用脉冲功率装置产生的大电流/强磁场驱动固体介质至每秒数公里至数十公里的内爆速度,通过非冲击/冲击方式产生高压/高能量密度状态。与其他加载方式不同,磁压与线电流密度平方成正比,不存在驱动速度的原理性上限,且柱面构型下电流产生的磁场具有角向对称性,因而加载均匀性更高。作为一种标准柱面加载方式,磁驱动固体套筒内爆已广泛应用于流体动力学、材料物性和聚变能源等领域,研究的问题包括金属界面不稳定性、表面微喷/微层裂、材料损伤断裂、汇聚激波传播、气-粒两相流、状态方程和材料本构等。本文首先从薄壳模型、不可压缩模型、电作用量-速度模型等简化模型出发,建立了包含驱动源-负载耦合效应的全电路模型,实现了驱动源-负载参数范围的快速优选;以上述简化模型为基础,开展了 FP-1/2脉冲功率装置上负载优化设计和套筒内爆动力学特性的影响机制分析。然后,基于一维弹塑性磁流体力学基本方程组,采用Wilkins差分方法,完成了 SOL1D程序代码的编制,建立了更精细的固体套筒内爆理论分析与设计方法;通过与FP-1装置及美国ZR装置上实验结果的比对分析,确认了 SOL1D程序代码的准确性和适用性;最后,基于FP-1装置,发展建立了固体套筒内爆界面不稳定性、气-粒两相流物理实验技术和方法;根据套筒内爆的汇聚压缩特征,通过理论推导,建立了强度介质汇聚压缩界面MRT不稳定性和冲击RM不稳定性增长的解析分析方法,获得的解析结果得到FP-1装置上实验结果的验证;基于气-粒两相流理论,比较了汇聚压缩条件下压力梯度力和阻力的相对大小,并分析了气体激波汇聚和反弹过程对颗粒群分布的影响,初步建立了依托SOL1D程序代码的气粒混合理论模拟方法,获得的理论结果与FP-1装置上实验结果定性符合。本文主要结论和研究的创新之处如下:1.初步建立了简化模型用于固体套筒参数范围快速优化选取、一维弹塑性磁流体动力学程序用于物理实验参数精细化模拟的系统理论及设计方法。2.基于FP-1装置,完善了固体套筒柱面均匀内爆实验技术,撞靶时间分散性小于60ns;基于上述实验技术,发展建立了固体套筒内爆界面不稳定性、气-粒两相流物理实验与分析方法。3.基于薄壳内爆微扰分析,解析推导了有限厚度条件下带强度效应的MRT不稳定性扰动增长公式,通过FP-1装置上的实验结果验证了本文的解析解;在Mikaelian理论基础上,本文引入汇聚效应并进行强度修正,得到了汇聚压缩条件下脉冲加载型RM扰动增长公式,与实验结果的对比证明了强度修正的正确性。4.通过SOL1D程序并结合FP-1装置上的充气压缩实验,获得了汇聚压缩过程中气区流场的变化规律,在此基础上引入了压力梯度力,对颗粒度和速度分布的影响进行了计算分析,并结合FP-1装置上的粗糙锡靶实验得到了气体激波反弹是颗粒群厚度后期压缩的主要原因。5.提出“电作用量不仅是套筒物理状态的判据,也是动力学参量（速度）的内变量”的论断。通过相关假定得到了内爆速度的简化计算公式,其合理性得到了 FP-1装置上套筒内爆速度曲线的验证。6.驱动源-负载耦合的全电路模型可以快速评估负载参数、结构和材料性质的影响。结果显示:系统固定阻抗越小,负载参数对加载电流的影响就越大;当回流柱厚度和套筒飞层厚度相当时,其膨胀做功对内爆速度具有显著的减弱作用;解析获取了线电流密度阈值条件,当线电流密度小于给定的阈值条件时,材料屈服强度和塑性功耗散对内爆速度的影响不能忽略。本文总共七章:第一章是绪论;第二章是套筒内爆的简化模型;第三章介绍负载参数优化设计方法并给出了影响套筒内爆的主要机制;第四章介绍SOL1D程序的编制方法;第五章研究了柱面内爆下MRT不稳定性和冲击RM不稳定性的扰动增长规律;第六章介绍了汇聚压缩条件下气粒两相流的研究结果;第七章是总结与展望。