在行星内部、强激光物质相互作用、冲击压缩实验中,物质的密度会处于固体密度附近或以上、温度则在费米温度附近,即位于温稠密区域。这种温稠密物质的力学、光学性质区别于典型的固体、理想等离子体,它的结构、物态方程、输运性质等在相关的分子动力学、流体力学等模拟和分析中扮演非常关键的角色。本文利用分子动力学方法,基于密度泛函、无轨道近似、半经验势等方法描述温稠密物质电子、离子间相互作用,研究了温度从0.1eV到200eV,密度从固态密度到5倍固体密度的离子和电子结构、状态方程和输运性质,并讨论了各种相互作用势的适用性和对物理性质的影响。[1]温稠密的硅烷（SiH₄）是多组分的复杂体系,有非常丰富的相图和结构。利用量子分子动力学方法研究了1.795～3.844g/cm³、300K～3eV的硅烷,分析了温稠密物质区别于高温等离子体的局域结构特点,并揭示了这些特征随温度密度的变化。也对其中熔化、解离、电子结构、绝缘体-金属转变进行了研究。[2]温、热稠密的铁是典型的多电子、强耦合体系。通过密度从0.1倍到5倍固体密度的铁在80eV到240eV的结构特性和输运性质的分析,我们讨论了电子屏蔽、交换、离子环境效应,并修正了Yukawa等解析模型。[3]对冲击压缩氩的计算则横跨范德瓦尔斯主导体系和温稠密物质区域。通过0.5～5.5g/cm³、300K～3eV区间上的Ar的分子动力学计算,讨论了其中范德瓦尔斯作用、电子激发、多体相互作用的特点,在此基础上,评估了密度泛函以及它的范德瓦尔斯修正、拟合对势、量子化学对势、三体势的特点,也分析了电子结构以及绝缘体-导体转变。实现了利用神经网络构建第一原理精度的稠密物质相互作用势能面,利用稠密H对模型做了基本检验。讨论不同相互作用下物质结构及其动力学,我们分析了温稠密物质的结构特性、输运性质以及稠密物质的相互作用特点,同时我们也初步实现了神经网络对第一原理计算的扩展。