利用材料学和高性能计算机模拟含能材料在压制成型过程中的介观力学变化,不仅可以节省实验开销,减少实验风险,同时也为含能材料的压制工艺和元件制备提供有益参考。通过计算机构建含能材料颗粒的数字化模型,是含能材料模拟中极其重要的环节,目前常用的数字化方法主要构建炸药颗粒规则排列的二维压制模型,与实验中炸药颗粒在模具内的分布存在差距,得到的模拟数据也与实验数据误差较大。针对这一问题,文中提出了一种含能材料近似球型填充最大化的位移矢量算法,该算法将炸药颗粒随机生成的过程分为两步,先控制将要生成颗粒的范围,减少颗粒间的空隙,后微调使颗粒排列紧密,提高了炸药颗粒在模具内的填充率;同时为简化研究人员在Linux系统下建模,便于设置模拟阶段的各项参数,设计出Uintah inputfile文件生成管理系统,通过调用上述算法,将尺寸和位置随机的炸药颗粒放入压制模具内,得到Uintah程序脚本,构建介观尺度下炸药颗粒随机排列的三维压制模型。利用以物质点法为核心算法的Uintah程序对炸药颗粒的压制模型进行数值模拟,借助并行技术缩短模拟时间,完成后利用VisIt软件可视化压制过程。分析压制过程中规则排列模型、随机排列模型以及实验中炸药颗粒的形变、受力和温度变化趋势,实验结果表明,本文构建的炸药颗粒随机排列模型在模拟中的压力、温度数据与实验数据更为吻合,通过观察实验中炸药颗粒压制后的介观结构发现,相比于规则排列模型,随机排列模型压制后得到的炸药颗粒介观结构与实验炸药更接近,验证了本文含能材料数字化方法的合理性和模拟的有效性,同时为炸药颗粒压制实验提供理论依据。