近二十年来计算材料学的迅速发展对材料科学与工程领域起到了重要的推动作用。尤其是结合计算机科学与技术的飞速发展,一方面辅助理论研究,在深入认识一些重要的材料学现象,如扩散、相变、析出、再结晶、超塑性等,及其动力学机理方面发挥了关键作用;另一方面,仿真发展到一定程度,可以智能地设计实验,甚至可以取代部份实验,使研究工作更趋严密和高效。然而,将计算材料学实际应用于高新材料的研制,这方面的工作在我国较美国、日本、德国等国家还存在相当差距。关键在于应用材料内禀特性和处理工艺实际参数的材料模型化和仿真技术的研究工作还十分有限。本文结合作者建立的应用材料和工艺实际参数的数值模型与可视化仿真相耦合的材料模型化与仿真新技术,介绍近年来本研究组应用计算材料学有关理论和技术进行复杂多相组织、细晶稳定化、超细纳米晶等系列新材料的研究和开发工作。