装备在使役过程中可能因高速碰撞、冲击、强激光作用或爆炸使得其组成组分经过复杂加载路径进入极端高压和高温，且物质的热力学状态高度依赖路径和瞬态结构。我们从原子尺度出发，发展时间分辨、大尺度、非绝热等模型同时耦合的计算方法，建立了量子朗之万、电子有效力场和分子动力学并结合机器学习的多尺度研究手段，获得了强激光作用下电子-离子的非平衡动力学和熔化过程。结合机器学习发展了第一原理精度的大尺度模拟方法，将其模拟尺度扩展到数十万甚至百万原子量级，并研究了冲击压缩下金属/CH的相变动力学，进一步，通过热导率建立了与流体描述的连接，给出了温稠密物质动力学结构因子的准确物理含义，并对后面的研究提供了很好的思路。相关研究为动态载荷下和行星内部条件等极端状态下的物质结构研究提供了手段和思路。