针对石油钻井中井壁成像的现状，在对柱面线性相控阵(Cylindrical linear phased array，CLPA)换能器辐射声场研究的基础上进行换能器的参数优化和选择，设计并制作了一种基于CLPA换能器的井下超声相控阵井壁成像检测系统。该系统包括声系短节、电路短节和地面系统等，声系短节由CLPA换能器组成，避免了常规声系中探头绕井轴的机械旋转方式，电路短节由高集成度的发射接收模块和基于FPGA+DSP架构的数字信号处理模块组成，完成对井壁回波信号幅度和到时信息的提取，最终实现实时高效的井壁成像显示。利用该系统在试验井中对存在不同尺寸缺陷的套管进行现场测试，结果表明：该系统对套管井的成像结果能够反映缺陷的基本位置及尺寸等信息，具有良好的成像效果。
针对材料中残余应力无损检测的问题，提出一种基于相位-频率关系测量超声信号传播时间的方法，并以声弹性理论为基础，采用纵波和横波相结合的测量模式，建立残余应力的超声测量方法。该超声测量方法应用于焊接接头的残余应力测量，不仅能够表征两轴方向上的残余应力，而且还适用于短距离声时的精确测量，测量精度达到9 mm试样距离上0.3 ns的分辨率(加载应力为20 MPa)。制作16Mn钢材料的焊接接头，并采用所提出的超声测量方法对焊接接头的残余应力分布进行测量。同时，采用理论计算、X射线衍射技术等分别对16Mn钢材料的声弹性参数及焊接接头残余应力分布进行验证测量。研究结果表明基于相位-频率精确测量声时的残余应力超声测量方法具有较高的应力分辨率和较好的测量稳定性，可适用于焊接接头两轴方向上的残余应力表征。
以压电力传感器为核心的多分量测量系统是航空、航天等领域重要的力学测量装置。压电力传感器中晶片与电极结合面接触刚度是基础性能参数，对压电力传感器的分载效应及灵敏度，多分量测量系统的整体刚度及静、动态性能有直接影响。由于尚无对该参数的研究，导致在设计封装压电力传感器过程中缺少相应的理论依据，在使用多分量测量系统时存在标定困难等问题。针对以上问题，研究晶片与电极结合面接触刚度的影响因素，建立基于分形理论的接触刚度模型，优化了晶面表面形貌、压电材料、电极材料、预紧力等参数。在此基础上，研究接触刚度对传感器性能——刚度、灵敏度、固有频率等影响，提出一种以接触刚度为约束的晶片表面形貌优化方法。基于结构函数法，建立分形理论与实际工程测量参数的联系，通过两种压电晶体——石英与硅酸镓镧，四种电极材料——钛合金、不锈钢、黄铜、铝，试验验证了理论模型。试验表明，优化晶片表面分形参数、提高预紧力、选用弹性模量小的电极有助于提高晶片与电极接触刚度，进而提高传感器的整体刚度、灵敏度和固有频率。研究为高性能压电力传感器的设计提供了理论参考。
为了精确标定freehand超声图像坐标系与固定于超声探头上的跟踪设备坐标系间坐标转换关系，提出一种“Z”形珠线模板，由双层“Z”形棉线与精确定位的圆珠构成。定位珠能够引导用户将探头准确定位，即将定位珠全部收入图像视野中。计算定位珠在超声图像中成像点间距的比例关系，根据其相应的模板空间间距比例制定优化算法，校准用户拾取的图像坐标。应用同源点匹配算法得到超声图像平面坐标系与磁跟踪设备坐标系间的空间转换关系，从而实现2-D超声图像向3-D空间坐标系的定位转换。标定结果显示此方法与以往的标定方法相比：加快了标定速度，且标定精度与重建精度有所提高。试验采用磁定位方式进行探头的跟踪定位，此方法同样适用于其他定位方式。
提出一种新的思路解决热冲压过程的传热耦合模拟。板料和模具之间的界面传热系数借助圆柱形冲压试验数据并通过有限元优化反算的方法获得，将获得的界面传热系数(Interfacial heat transfer coefficient， IHTC)引入到ABAQUS的U形冲压模型中，进行单次热冲压模拟，得到一个冲压周期内模具表面任意节点的热流密度曲线。通过调用SAS程序求得模面任意节点对应的时均热流密度，将每个节点的时均热流密度和笛卡儿坐标系下的空间坐标对应关系引入到STAR-CCM+中作为模具淬火传热模拟的第二类边界条件。接着通过网格数据映射将稳态淬火模拟得到的模具温度场，水道壁表面传热系数(Film heat transfer coefficient， FHTC)和壁面冷却水温度重新导入到ABAQUS的冲压模型中进行新的热冲压模拟，此时的热冲压过程即同时实现板料-模具的界面传热和模具-水流的表面传热的稳态模拟。设计并制造仿真中使用的U形模具进行连续热冲压试验，采集特征点的稳态温度，与仿真结果进行对比。结果表明：耦合后的板料和模具的最大温度和未耦合的单次冲压相比升高近一倍，温度分布沿着水道进口向出口方向发生迁移。耦合后的板料和模具特征点温度与达到稳态的试验采集温度误差均小于10%。
基于碳化硼中10B同位素优良的热中子吸收能力，铝基碳化硼复合材作为中子吸收材料越来越多的应用于核电站中。但碳化硼颗粒的加入使该材料的可焊性变差，因此研究其焊接行为变得十分必要。采用钨极氩弧焊(Tungsten inert gas，TIG)和搅拌摩擦焊(Friction stir welding，FSW)对体积分数为30%的B4C/6061Al复合材料进行焊接，研究不同焊接方法、焊缝填充材料对复合材料对接接头微观组织及力学性能的影响。B4C/6061Al复合材料焊接接头拉伸性能如下：FSW焊>TIG焊(Al-Si焊丝)>TIG焊(6061Al焊丝)>TIG焊(6061Al-Mg焊丝)>TIG焊(无填充)。TIG焊缝区容易产生气孔、B4C颗粒分布不均匀及有害生成相是导致其力学性能不佳的主要原因。FSW可以有效避免基体金属与增强相的高温化学反应，使得焊缝区的晶粒细化，增强相颗粒的分布比TIG焊均匀，为30%B4C/6061Al复合材料最佳焊接方法，其接头的室温拉伸强度达247 MPa，为母材强度的85%。
针对动车组轴箱轴承所受载荷的复杂随机性，在轴箱弹簧和转臂载荷测试技术基础上，对某型动车组动力转向架轴箱进行线路实测，获取典型线路段弹簧和转臂的载荷时间历程以及列车运行速度信息，以ISO 281：2007标准方法为基础，研究结合损伤的轴承寿命预测方法。同时也分析动车组轴箱轴承复杂的受载特性，给出将所测弹簧和转臂载荷近似转化为轴承的径向和轴向载荷的方法;计算轴箱轴承在实际运行的复杂载荷下不同可靠度的预测寿命，并与传统ISO标准方法计算结果进行对比，结果表明该预测方法相对保守，偏于安全;另外，计算低速进出库路段轴承疲劳寿命，其寿命比正常高速运行小很多，从损伤角度来看，动车组轴箱轴承低速进出库比正线高速运行的每公里损伤值更大;结合不同工况百分占比，给出轴承预测寿命，结果表明该寿命预测方法合理，可用于指导高铁轴箱轴承设计以及相关理论研究。
碳纤维复合材料已成功应用于假肢领域产品的开发，然而其对冲击载荷比较敏感，受冲击后其强度将会大幅下降。针对一种新型碳纤维复合材料假脚，开展自由落体冲击试验及冲击后压缩强度试验，分析不同铺层参数、不同冲击吸收能量等因素对其冲击损伤及剩余强度的影响规律。结果表明，对于碳纤维复合材料假脚的U形结构件，不同铺层参数对其冲击损伤影响显著，且随着0°铺层含量的增加，试件的冲击损伤面积越来越小，外观损伤越来越轻;随着冲击吸收能量的增加，碳纤维结构件的冲击损伤面积明显增大，剩余压缩强度逐渐降低。对于碳纤维复合材料假脚结构件，在0~16 J的低能冲击范围内，冲击吸收能量与其剩余压缩强度近似呈线性关系。随着0°铺层含量的增加，碳纤维复合材料结构件的剩余压缩强度逐渐提高。
金属-塑料(聚合物)复合高强件具有强度高、质量小、易成型复杂结构等优点，在航空航天、汽车制造、通信等领域日益得到重视。介绍金-塑复合微结构注射成型原理，建立聚合物熔体在金属表面微结构填充流动的数值模型。采用两相流水平集方法追踪获得了微尺度下聚合物熔体在金属表面的流动前沿，研究金属表面微结构尺寸大小、注射速度和金属表面温度等参数对聚合物熔体填充微结构能力的影响规律，为实际产品的生产成形提供理论基础。根据金-塑复合件的成型理论与技术，构建金-塑复合成型试验装置，采用物理喷砂的方式制备了金属表面的微结构，并注射获得了金属-塑料成型的试验试样。通过对获得的试验试样进行拉伸剪切试验，验证了本文仿真结果的合理性。所取得的研究结果对优化金-塑成型工艺参数和改善产品质量有着重要的启发和指导意义。
稀土是理想的变质和微合金化元素，采用Nd:YAG激光-MAG电弧复合焊接方法，以预置方式向高强钢复合焊接熔池过渡氧化铈，研究焊缝组织与低温(-40 ℃)冲击性能。结果表明：适量氧化铈能控制晶粒尺寸并细化焊缝组织，当添加量为0.3%时，焊缝晶粒得到明显细化，随着添加量的增加，晶粒尺寸和枝晶间距均增大，但氧化铈并不能改变焊缝组织相成分，仍以板条马氏体组织为主。氧化铈能够净化焊缝组织，变质夹杂物并起到异质形核作用，夹杂物主要由硅、铝、铁的氧化物或碳化物及少量含铈类氧化物和氧硫化物组成。低温冲击测试发现，焊缝及其热影响区冲击吸收能量随氧化铈添加量的增加而呈先增后降的变化趋势，当添加量为0.3%时，焊缝冲击吸收能量达到最大，而添加量为0.5%时，热影响区冲击吸收能量达到最大值，其断口处韧窝均多而深，以韧性断裂为主。
为了揭示焊缝对弯曲轴线类管件内高压成形的影响及缺陷产生的机制，采用试验和数值模拟的方法研究弯曲轴线焊管内高压成形的主要缺陷及壁厚分布规律，并分析焊缝在不同工序间的综合影响。结果表明，即使焊缝远离圆角区域，焊缝仍然是缺陷易发部位，弯曲使焊缝塑性下降，并导致在后续的工序中发生起皱甚至开裂。对于弯曲轴线薄壁焊管内高压成形，壁厚主要受弯曲和高压整形工序的影响，预成形工序对壁厚影响不大，而且焊缝的壁厚变化量始终小于其他区域。由此可知，焊缝是导致弯曲轴线薄壁焊管内高压成形缺陷产生的重要影响因素，将焊缝置于轻微压缩变形部位，是克服焊接接头性能下降导致的成形能力不足和避免缺陷产生的有效手段。
通过回流焊技术制备Au-Sn/Ni焊点，通过扫描电子显微镜和能谱检测分析钎焊接头的微观组织及其相组成，利用疲劳试验机对焊点的剪切强度进行检测，研究不同钎焊工艺对Au-Sn/Ni焊点组织和力学性能的影响。结果表明，在310 ℃钎焊1 min的Au-Sn/Ni焊点经过水冷或空冷后，焊料内部均形成镶嵌有离散分布的(Ni，Au)3Sn2相的(Au5Sn+AuSn)共晶组织，焊料/Ni界面处形成(Ni，Au)3Sn2金属间化合物(intermetallic compound，IMC)层;钎焊后炉冷的焊点，由于冷却速度过慢，导致焊料中Ni质量分数增大，(Ni，Au)3Sn2相异常长大消耗共晶组织中的(Au，Ni)Sn相，焊料共晶组织消失。随着钎焊时间的延长，基板中的Ni原子不断往焊料扩散，界面处的IMC层厚度均有不同程度的增加。随钎焊时间延长焊点的剪切强度逐渐下降，而剪切断裂模式为脆性断裂，发生在焊料与金属间化合物层的界面处。Au-Sn/Ni焊点在310 ℃下钎焊1 min，并采用水冷方式时得到的力学性能最佳。
面向汽车制动系统需求，提出一种新型线控制动系统——集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system， I-EHB)，由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响，造成时滞效应，控制精度低。针对该问题，将系统模型简化，采用Byrnes-Isidori标准型方法对系统进行分析，针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制，采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台，进行硬件在环台架试验，分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究，以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明，采用该方法后系统响应速度快、控制精度高，系统性能得到明显改善。
针对翼型气动隐身多目标优化设计存在的计算量大与权重难以选取的问题，提出基于自适应径向基函数代理模型与物理规划的高效多目标优化策略(Multi-objective optimization strategy using adaptive radial basis function and physical programming， ARBF-PP)。利用物理规划法通过非线性加权的方式将多目标优化问题转化为直接反映设计偏好的单目标优化问题，然后分别对综合偏好函数和约束条件构造径向基函数代理模型，采用增广Lagrange乘子法处理约束，并用遗传算法(Genetic algorithm， GA)进行求解。优化迭代过程中，在当前可能最优解附近增加样本点，更新代理模型，提高代理模型在最优解附近的近似精度，引导搜索过程快速收敛。使用数值多目标优化算例与翼型气动隐身多目标优化实例验证了本文所提出优化策略的有效性。翼型气动隐身多目标优化结果表明：相比于初始翼型，优化翼型的升阻比提高了34.28%，重点方位角的雷达散射截面(Radar cross section， RCS)均值减小了24.19%。此外，在相同样本规模的情况下，本文方法所得最优翼型的气动隐身性能比静态径向基函数代理模型方法的优化结果分别提高了11%与25.6%;与遗传算法相比，本文方法所需的分析模型调用次数(Number of evaluation function， Nfe)降低了93.5%。
服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间，急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应，仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则，以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则，并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing， FDE)技术，提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例，分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果，选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时，均获得了与原始谱相同的试验结果，且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用，可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。
研究半径为350 m梯形轨枕曲线轨道上波磨的成因。借助于现场观察和测量，获得波磨的特征参数。调查区段车辆运行速度在35 km/h左右，该波磨的主波长为60~100 mm，其通过频率为110~180 Hz;次波长为30 mm，其通过频率为324 Hz。结合轨道结构振动理论对波磨成因进行预测分析。根据结构特征建立梯形轨枕轨道三维有限元实体模型，利用此模型分析轨道结构的固有特性与波磨通过频率的内在联系，对波磨的成因做出初步解释，利用该模型计算分析白噪声激励下轨道结构的频响特性，进一步揭示波磨形成的机理。将理论计算结果与现场测试数据比较，两者相吻合。研究表明，车辆通过梯形轨枕轨道时，容易引起钢轨相对于轨枕的垂横向弯曲振动，从而加剧轮轨粘滑振动，加速了该轨道曲线段波磨的形成和发展。
对IEC61373标准1999版和2010版进行了对比分析，发现新旧两版标准的功能性随机振动试验的严酷等级并未发生变化，提高随机振动量级模拟长寿命试验的严酷等级则存在大幅度的下降，主要在于加速比的计算方法发生了变化。为比较我国铁路线路及车辆的实测数据与IEC61373标准的差异，实测了HXD1C电力机车在路况较差的兰新线和路况较好的京广线株洲-广州段的加速度-时间历程数据，数据处理及分析结果表明我国实测振动数据的振动量级、标准偏差比较大，数据较为离散。采用IEC61373标准与实测功能性随机振动加速度谱密度(Acceleration spectral density， ASD)作为激励，对HXD1C电力机车牵引变流器进行随机振动仿真分析，垂向、横向和纵向实测谱的最大1σ应力分别高出标准谱2.4%、9.0%和22.8%，结果表明典型设备在实测谱激励下的1σ应力总体大于标准谱激励下的1σ应力。
活塞裙部-缸套间的润滑油输送情况对内燃机活塞组件摩擦副润滑状态、润滑油消耗、排放和润滑油性能退化等都有重要的影响。结合活塞二阶运动模型、流体润滑模型和润滑油流动模型等，进行不同内燃机工况下活塞裙部-缸套间润滑油输送状况的计算，主要分析活塞向下运动行程中活塞裙部运动后气缸套表面润滑油的滞留量。结果表明，在不同工况下对应行程中润滑油滞留量的变化规律基本相同，不同时刻的润滑油滞留量不相同，活塞上下止点处的润滑油滞留量基本相同。内燃机负荷相同时，随转速增加，进气行程中和膨胀行程中后期的润滑油滞留量减少，膨胀行程前期的润滑油滞留量增加。内燃机转速相同时，膨胀行程前期的润滑油滞留量一般随负荷增加而增加，膨胀行程中后期的润滑油滞留量基本不随负荷变化，不同转速下进气行程中润滑油滞留量随负荷的变化规律不一致。
提出采用扰流方法，来解决因局部方位角的叶片攻角极小而导致整体H型风轮性能较低的问题。基于双盘面多流管模型，分析了尖速比分别为5和6时，扰流对叶片攻角、切向力系数和转矩的影响规律。计算表明：扰流作用下，在0o≤θ≤15o和345o<θ≤360o引流范围内，攻角增幅随着方位角的增加而增加;在175o≤θ≤185o范围内，随方位角的增加而减小;相同引流域内，随着尖速比的增大而减小。扰流对0o方位角性能改善效果比180o方位角明显，切向力系数和转矩的增幅在0o≤θ≤15o扰流范围内较大，345o<θ≤360o次之，175o≤θ≤185o范围内增幅最小。研究了扰流角对风轮性能的影响规律，研究表明适当增大0o和180o处的扰流角可以提高风轮性能，扰流角增加相同幅度，上盘面的转矩的提高幅度更大。
在截面为圆形、菱形和椭圆形微肋阵内涂覆不同性能的疏水性涂层，形成疏水性微肋阵。去离子水在疏水性微肋阵内表面的接触角分别为99.5°、119.5°和151.5°。测试去离水以不同流速流经疏水性试验段流道内压力降和摩擦阻力系数。试验结果表明，在相同的接触角和流量下，圆形微肋阵内压力降最高而椭圆形最低;当接触角为99.5°，雷诺数Re低于600时，椭圆形微肋阵内减阻率要高于菱形和圆形微肋阵，当Re>600时前者要低于后两者。随着接触角的增大，圆形内减阻率要明显高于菱形和椭圆形微肋阵，菱形和椭圆形微肋阵在低Re下较为接近，在高Re下前者的减阻率要高于后者;表面疏水性处理能够显著降低摩擦阻力，同时推迟流动分离和尾流区转捩，因此对于分离较早、压差阻力较大的微肋阵的减阻效果更加明显。
为精简附面层抽吸结构、提升吸附式压气机的工程应用性，提出将串列叶栅技术与端壁附面层抽吸技术相结合的主/被动流动联合控制技术。以某多级高负荷吸附式压气机末级静子作为研究对象，借助数值模拟的方法，探讨串列叶栅技术、端壁附面层抽吸技术以及主/被动流动联合控制技术对原型扩压叶栅内部流场结构及气动损失的影响。研究结果表明，主/被动流动联合控制技术结合了两种流动控制技术的优势，对原型高负荷扩压叶栅内部复杂流动的控制效果明显优于单一流动控制技术，通过应用更少的附面层抽吸量，有效地抑制了角区失速的促发，缓解了二维叶型分离流动，叶栅出口参数沿展向分布更为均匀，当端壁附面层抽吸总量为进口流量的0.90%时，总压损失降低了59%。
混流泵起动过程中的振动失稳严重威胁着泵机组的安全，研究起动过程中的轴心轨迹，可以全面、直观地反映瞬态效应对机组运行稳定性的影响，掌握非调节工况下转子的振动状态。基于本特利408数据采集系统，测量获得了起动加速过程中不同转速下转子的轴心轨迹图和时域图，分解提纯一倍频和二倍频轴心轨迹图及其时域图，解析起动过程不同转速下的频谱图。研究结果表明，加速过程中，一倍频轴心轨迹由长短轴相差不大的椭圆逐渐变为圆形，可以判断转子存在弓状回转涡动且涡动不断加剧;二倍频轴心轨迹由近似水平线段逐渐变化为水平方向扁平的椭圆，可以判断转子存在不对中现象且水平方向的振动不断加剧。结合瞬态外特性曲线，研究发现随着转速的逐渐增大，转子系统的瞬时水力冲击逐渐增大，转子不平衡量和径向偏移量逐渐增大，振动情况逐渐加重，当转速达到最大值时，轴系振动出现一个峰值并随转速稳定有所降低并逐渐趋于稳定。加速是引起轴系振动的主要原因，瞬态效应是影响振动故障恶化的重要因素。研究成果对于实时评估混流泵起动过程中的轴系运行状态、有效降低或防止振动故障的恶化具有重要的工程应用价值和理论指导作用。
中浓纸浆泵是中浓输送环节的核心设备，其运行性能直接影响着输送系统的效率。为了研究不同运行条件对中浓纸浆泵运行特点和性能的影响，设计一种基于声纳流量测试系统的中浓纸浆泵性能试验台。研究分析了纸浆浓度(质量分数)为7.52%， 9.3%， 12.1%，转速为960 r/min， 1 140 r/min， 1 500 r/min和不同排气抽吸真空度时，泵的扬程、效率、出口含气率及最大极限流量变化特征。试验结果表明：随着纸浆浓度的增加，同一流量下扬程、效率逐渐下降。真空度对泵的性能特性有显著的影响，在不抽真空条件下，中浓纸浆泵可实现7.52%浓度纸浆的输送，但随着流量的增加，扬程、效率明显下降;随着抽吸真空度的增大，扬程逐渐升高，且存在一个最佳真空度值使得泵效率最高，泵出口纸浆的含气率逐渐降低。扬程随转速的增加而升高，泵出口纸浆的含气率降低;所需真空度随转速的增加而减小，表明提高泵转速有利于纸浆中气液的分离从而降低所需的真空度值。泵出口纸浆中含气率随着纸浆浓度的增加而升高，同时所需的抽吸真空度也迅速增加。最大流量极限值随着纸浆浓度的增加而减小，随转速的增加而增加。
将逆优化理论与方法引入车间调度领域，探讨近年来车间调度领域出现的一种新方法“逆调度”。研究多目标流水车间逆调度问题，建立考虑调度效率和调度稳定性的数学模型，综合考虑了加工参数改变量、系统改变量以及完工时间和等目标。提出一种基于混合的多目标遗传算法(Hybrid multi-objective genetic algorithm， HMGA)的求解方法，将多种策略进行混合以提高算法性能，主要包括快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II， NSGAII)中的快速非支配排序方法、两种多样性保持策略、混合的精英保留策略，以及改进的局部搜索策略等。通过实例测试与方差分析(Analysis of variance， ANOVA)，验证了该算法的有效性。
为研究前弯型叶轮外径对液力透平水力性能的影响，进行试验，获得了液力透平外特性数据，与计算流体动力学(Computational fluid dynamics， CFD)的结果进行对比分析，发现两者结果十分接近，验证了CFD模拟的准确性。利用CFD技术获得了215 mm、235 mm和255 mm叶轮外径液力透平的外特性曲线，发现随叶轮外径的增加，高效点向大流量区域偏移，在大流量区域，扬程大幅下降，轴功率小幅提升，效率有较明显提升，在小流量区域，扬程上升，轴功率略微下降，效率下降明显。对215 mm、235 mm和255 mm外径叶轮的速度场分析，发现随叶轮外径的增加，叶轮与蜗壳基圆之间的循环流量逐渐减小，流动状态得到明显改善，叶轮内水力损失也有较为明显的减小。利用理论公式推测改变了叶轮外径后的液力透平的高效点参数，发现普遍高于CFD模拟结果，分析产生差值的可能原因。对液力透平的轴功率、扬程进行理论分析，探讨其随叶轮外径增加的变化趋势。
静电纺丝是制备纳米纤维的主要方法之一，喷头的结构和组装决定了纺丝的质量和产量，尺寸的合理设计可以有效提高纺丝的生产效率。采用Fluent数值模拟方法对十针直列式喷头结构进行尺寸选型研究，结合工程需要选择6组喷针直径，6组喷针长度，5组入口流量，正交计算了180个模型，得到了不同喷针长度，不同喷针直径在不同入口总流量情况下喷头结构中的偏流量和偏流率。分析喷针直径和喷针长度对出口偏流率的影响，并结合不同工况，给出了合理的喷头结构尺寸选型方案。
