Проведено серію комп'ютерних експериментів з моделювання випадкових упаковок сферичних частинок. Відомі алгоритми щільної упаковки модифіковано з метою оптимізації густинних характеристик. Досліджено розподіл локальної щільності у випадкових упаковках сферичних частинок, а також вплив граничних умов на густинні характеристики визначено розмір зони граничних викривлень. Виявлено засоби керування інтегральною щільністю упаковки сферичних частинок та розподілом в ній локальної густини, що базуються на уявленні про густинні характеристики як функції співвідношення розмірів та кількості частинок у фракції та суміші.

На базі фізико-математичного апарату, що описує кінетику спікання ансамблю частинок, у межах єдиного феноменологічного підходу розроблено комп'ютерну модель спікання сферичних частинок. Проведено серію комп'ютерних експериментів щодо перевірки адекватності моделі імітованому фізичному процесові. Встановлено кластерну організацію структури упаковки сферичних частинок, що спікаються. Підтверджено положення про наслідування мезоструктури у разі спікання упаковки монодисперсних сферичних частинок. За умов комп'ютерного експерименту доведено, що міжфазна межі ініціює зародження та зростання макропори. Швидкість міжфазного спікання та площина контакту є критичними факторами, які визначають розмір та положення макропори.

Розглянуто моделювання структури порошкового матеріалу щільним пакуванням частинок несферичної форми. Запропоновано числовий метод, який базується на оригінальній комп'ютерній моделі пакування частинок складної форми (сферополіедри, що є вирівняними опуклими багатокутниками). Проведено числові експерименти з пакування частинок пластинчастої, циліндричної та кубічної форм. Установлено залежності координаційного числа та пористості пакування від форми та площини поверхні частинок.