高能储存环的磁聚焦结构对于储存环的性能有着非常重要的决定作用，它影响如对撞机的亮度、同步辐射光源的性能、对撞机阻尼环的发射度和性能、储存环的动力学孔径等很多重要的参数。在现代的加速器中，束流的集体效应引起的单束团和多束团束流不稳定性是限制提高束流强度和对撞机的对撞亮度的重要因素，因此，束流集体效应的研究成为世晃上各个加速器上的重要研究课题。 在高能储存环的磁聚焦结构研究方面，本论文独立设计了国际未来直线对撞机(ILC)阻尼环的备用方案磁聚焦结构，其设计目的是为了降低阻尼环的总体造价、得到更好的动力学孔径以及方便可调的动量压缩因子等方面。相关的研究包括整体参数的选择、不同类型的弧区磁聚焦结构的对比和选择、弧区修正的FODO结构的设计、消色散节的设计、整体结构的简化、包含磁铁误差的动力学孔径的优化、谐波校正六极磁铁的使用和通过FMA分析进行工作点的优化等。阻尼环备用方案的最终设计相对阻尼环的基本设计方案已经有一定的优势：其具有更加精简的结构，所用磁铁数目大为减少，动力学孔径更好，动量压缩因子在大范围内自由可调。在整个阻尼环磁聚焦结构的设计过程中，得到了一套设计、调整和优化大型储存环磁聚焦结构的系统方法。 本论文还使用束束相互作用模拟程序扫描了几种不同束长和对撞点垂直β函数条件下的BEPCⅡ对撞亮度分布情况，基于正负电子环形对撞机的亮度公式分析了提高BEPCⅡ对撞模式亮度的几种可能性，如减小动量压缩因子以获得较短的束团长度、减小对撞点的垂直β函数、优化束束作用参量和工作点等，经过研究得到了具有较高亮度的BEPCⅡ小动量压缩因子模式和小对撞点垂直β函数对撞模式;同时，本论文还做出了对BEPCⅡ同步辐射模式的初步优化研究，包括优化六极磁铁组合以及色品校正、优化动力学孔径和选择更好的工作点等；对BEPCⅡ同步辐射模式负动量压缩因子模式的初步研究表明要在BEPCⅡ上实现负动量压缩因子模式，还有很多优化工作要做。本文作者将优化得到的这些BEPCⅡ的高亮度对撞模式和同步辐射模式转换为SAD模式文件，使得在BEPCⅡ调束时可以直接调用这些模式进行机器调试。 在束流的集体效应研究方面，基于高杰的单束团横向不稳定性理论，建立了一种新的研究单束团横向不稳定性的实验方法，该方法可以通过对相关实验数据的分析得到单束团横向不稳定性阈值流强与横向色品之间的标度关系和横向损失因子。在BEPC和BEPCⅡ同步辐射模式上进行了相关实验，对这种方法进行了初步验证。通过对实验数据的分析，得到了BEPC(BEPCⅡ)的横向损失因子和相应的标度法则。 同时，本论文从理论推导和模拟计算两方面研究了束长拉伸效应。在束长拉伸的理论研究方面，基于高杰研究员建立的量子效应与束流尾场耦合激发的理论，经过推广得到了一个新的束长拉伸的计算公式，该公式将扭摆磁铁的效应包含在内。将这个公式应用在CESR加速器上，并且和实验数据进行了初步的对比。然后，运用该公式估算了国际未来直线对撞机阻尼环中的束长拉伸情况。 本论文还使用Fortran语言编写了对储存环中的粒子纵向运动进行模拟计算的多粒子模拟程序。使用该程序计算了BEPCⅡ对撞模式单束团不同流强下的束团长度和能散，并且预测了纵向微波不稳定性的阈值流强。该程序的模拟计算结果与其它程序的计算结果较为吻合。本论文同时详细分析了不同单束团流强、不同动量压缩因子的情况下，电子束团中的电子在纵向的详细运动情况，对束团纵向运动的研究加深了对其物理机制的理解。