激波与固体颗粒群相互作用的问题一直是超音速气固两相流中的重要研究课题之一，医学界开展的药物颗粒无针注射器和工业上的超音速冷喷涂、脉冲式粉末灭火器、固体燃料助推器喷嘴等都是与此密切相关的实际应用，掌握激波与颗粒群相互作用机理对超音速气固两相流理论的发展和完善以及对工业生产和技术改进都极为重要。因此，开展激波加载模型球阵时非稳态曳力的机理和演变规律研究具有显著的学术价值和工程指导意义。　　本文研究主要目的是结合实验和数值模拟方法进一步深入研究激波与模型球阵相互作用时非稳态曳力的产生机理和演变规律。　　实验研究采用Φ200mm大型水平激波管装置，通过加速度传感器、力传感器、高速数据采集系统和计算机等组成的动态力测量系统实现激波加载模型球阵非稳态曳力的直接测量，采用带阻滤波技术，结合高阶多项式曲线拟合方法进行加速度信号处理。实验主要研究了球阵空间排布（单排四球、并排四球和错排四球三种模型球阵，球直径均为Φ40mm）、入射激波马赫数Ms（1.086~1.283）和无量纲间距H（1.0~3.0）对模型球曳力的影响规律。　　数值模拟基于由Gambit、Fluent组成的CFD计算平台以及Tecplot、Origin等数据后处理软件。数值计算了三种模型球阵在实验条件下的激波诱导模型球阵绕流场和模型球曳力，通过模型球绕流场压力、模型球壁面压力分布和非稳态曳力之间的变化依赖关系分析，揭示了模型球非稳态曳力的产生机理和演变规律。　　本文研究的主要结论如下：　　1、随着时间的增大，模型球曳力系数Cd由0值急剧增大，出现一个尖锐的波峰后，迅速减小，最后波幅不断减小而渐进趋于相对于峰值很小的某个稳定正值。激波马赫数Ms越小，曳力系数Cd峰值越大，曲线波动越剧烈，越难趋于稳定。　　2、对于单排四球模型球阵，相邻模型球比相对模型球的反射激波干涉程度更强烈，无量纲间距H增大，球与球之间的干涉现象越来越不明显，模型球Cd峰值减小。　　3、对于并排四球模型球阵，无量纲间距H=1时的曳力系数峰值最大，H=1.5~3时的Cd峰值相差不大，但Cd峰值随H的增大存在先减小后增大又减小的变化规律。前后排曳力系数峰值的差值随H先增大后减小又增大，后排模型球的反射激波会作用于前排，导致前排曳力出现二次下降的趋势。　　4、对于错排四球模型球阵，曳力系数峰值在H=1时最大，随着H值的增大，前排Cd峰值很接近，但仍呈现先减小后增大又减小的变化规律，而后排Cd峰值先减小后增大。前后排曳力系数峰值的差值先增大后减小，后排模型球反射激波也会作用于前排，导致前排曳力的二次下降，但相对于并排该下降的时刻较晚。　　5、单排单球、双球和四球模型球实验和计算结果的对比一致表明，随着模型球数的增大，曳力系数Cd峰值增大，说明邻近球周围的激波结构干涉会促使单球受到的曳力增大。