黑洞吸积与外流描述的是黑洞周围气体在黑洞引力作用下的运动过程。在此过程中气体会发出强烈的辐射，并伴随着大量的物质外流。由于黑洞在宇宙中存在的普遍性，该过程是宇宙中的基本物理过程，是活动星系核、高能天体物理等领域的核心理论，并进而影响星系如何形成与演化等问题。该报告将综述近20 年来黑洞吸积理论的主要研究成果，这些进展主要是通过辐射磁流体数值模拟研究获得的

日珥和冕雨是日冕中十分常见的活动现象，它们看似形态不同，却有着相同的形成机制和相似的等离子体状态。它们都由的百万度日冕等离子体经历辐射热不稳定性引发的冷却凝聚过程而形成的一万度左右的高密度冷等离子体。日珥相对稳定的存在于水平磁场主导的大尺度螺旋磁通量绳中，而冕雨出现在竖直磁场主导的磁环腿部， 如雨滴般沿着磁力线快速下落。我们通过辐射磁流体数值模拟，构建了日珥和冕雨的三维数值模型，深入理解了等离子体从色球蒸发到日冕 冷凝的形成机制和动力学过程。我们发现了日珥中冷物质持续形成并拖拽磁场缓慢落下，最终达到动态平衡的完整过程，连同冕雨的模拟一起揭示了物质由于加热和冷凝在色球层和日冕层之间往复循环的过程。

等离子体中的粒子间存在复杂的多体关联作用，这些体系内的集体作用统计表现为屏蔽库伦作用。等离子体屏蔽效应的影响，将改变等离子体环境中的原子结构和动力学过程，并导致新的物理现象出现。在这个报告中，我将介绍近期国际上和我们课题组在等离子体环境中原子碰撞领域的研究进展，包括等离子体环境中的原子光激发和光电离，电子碰撞激发和电离，以及离子-原子碰撞过程中的激发、电离和电荷转移过程等。

在宇宙学研究中，在计算机上进行数值模拟是个重要的手段，千年模拟（Millennium Simulation）正是现今在相关工作中的代表。这项结果于2005年公布的模拟动用了21603个粒子参与，力求再现冷暗物质模型下的星系形成与演化过程，以图为观测提供比照对象，来检验当前的宇宙学理论，解释斯隆等大型巡天计划的结果，并回答宇宙的演化与星系的形成、暗物质与暗能量的性质等基本问题。