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目前,对于炸药结晶方法和技术的研究还主要基于实验，即通过不断调节实验的条件及优化结晶的工艺而获得，对结晶过程中最根本的问题，即晶体成核和生长过程及其机理缺少研究。分子模拟可从原子分子尺度来认识晶体成核和生长的动态过程，解释影响成核和晶体生长的主要因素，获得有关溶剂、溶质、晶面相互作用的微观信息，为发展高品质炸药的结晶技术提供理论支撑。本论文以1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环杂辛烷（HMX）为研究对象，基于晶体生长原理，运用分子动力学方法，构建两种不同的理论模型,对HMX的晶体生长进行了理论研究。此外，论文还运用第一原理方法对铝锂系金属间化合物进行了模拟。主要内容包括：1.选用二甲亚砜（DMSO）为溶剂，研究了不同温度下HMX分子的结晶过程。构建了一个含有20个HMX分子和100个DMSO分子的溶液模型，对构建好的模型进行几何优化，对优化好的模型进行分子动力学模拟。基于平衡后的模拟系统，计算DMSO分子和HMX分子的扩散系数、DMSO分子和HMX分子之间的结合能。结果表明温度为358K时，HMX分子的扩散系数最大，与DMSO之间的结合能最小，最有利于晶核的形成；HMX分子与DMSO分子间的结合能主要为范德华力，其次是静电相互作用。2.采用三体系模型，分别以DMSO分子和丙酮分子为溶剂，构建两个生长模型，研究室温下不同溶剂中HMX分子在（100）面上的生长过程，探讨HMX在（100）面上的生长机理。计算了丙酮分子和DMSO分子的扩散系数，HMX分子在两种溶剂中的扩散系数。结果表明：室温下丙酮分子的扩散系数比DMSO分子的自扩散系数小，HMX分子在丙酮中的扩散系数比在DMSO中的扩散系数大，说明了HMX分子在丙酮中更易结晶。通过计算丙酮分子、二甲亚砜分子以及HMX分子与(100)晶面的结合能，得出HMX分子与晶面的相互作用为40kcal/mol，而二甲亚砜分子和丙酮分子与晶面的相互作用分别为2kcal/mol和3kcal/mol，因此在溶液中，HMX分子会沿着晶面继续生长。最后通过研究两种溶液中HMX分子在不同时间的运动轨迹，可以得出在两种溶液中HMX分子沿（100）面上的生长机制为层状生长机制。3.运用第一原理方法对铝-锂系金属间化合物(Al3Li, AlLi, Al2Li3和Al4Li9)的结构性质、形成热、弹性性质和电子结构性质进行了研究。