氨是内燃机实现双碳目标的理想替代燃料，是目前国内外的研究热点，但氨燃烧特性较差，双燃料燃烧模式是一种较好的技术路线，同时PODE具有优良的着火特性且属于碳中性燃料。因此本文基于一台光学发动机和高速摄影系统对氨-PODE3双燃料发动机HCII燃烧特性开展光学诊断研究，试验研究了不同PODE3喷射时刻及不同氨能量占比对发动机燃烧图像及燃烧特性的影响。研究表明，利用PODE3作为引燃燃料具有良好的引燃特性。随着PODE3喷射时刻从-20 CA/(°)延迟到-5 CA/(°)，火焰图像面积、火焰亮度和放热率峰值均增加，缸内压力峰值先增加后降低。在给定DI喷射时刻为-10 CA/(°)的条件下，随着氨能量占比增加，着火落后期和CA50出现相位逐渐滞后，但缸内压力峰值与放热率峰值均先增加后降低，说明存在最佳的氨-PODE3能量比。

为了探究面向高效清洁燃烧的氨氢融合燃料内燃机燃烧策略，研究结合详细的氨氢化学反应动力学机理建立了氨氢融合燃料内燃机数值仿真模型，针对不同当量比下的氨氢融合燃料内燃机燃烧过程及NOx生成演化机制进行深入研究。结果表明：当量比过低/过高均会导致氨氢融合燃料内燃机燃料NOx增加，而化学计量氨氢融合燃料混合气的燃料NOx生成则较低，然而化学计量燃烧导致的高缸内温度将导致NOx排放总量因为热NO增加而激增；此外，进气组分和缸内温度对于热NOx和燃料NOx的生成均有重要影响，但对燃料型和热力型两种性质的NOx排放影响程度有所不同。热NOx在化学计量比附近较窄的当量比范围内主要受混合气组分的影响，而在大部分条件下均对缸内温度产生明显的依赖性，燃料型NOx则明显对氧气浓度变化更加敏感。

航空活塞发动机的振动可能会造成机体结构和仪器的损坏。研究和控制发动机的振动有助于提高航空器使用维护水平，有助于制定积极有效的预防措施，提高航空器的可靠性。本研究通过带桨试验台对某无人机用柴油机振动进行了原理分析及试验测试，掌握了该发动机整体及与桁架联结处附近的振动状态，从而为发动机机体及零部件的减振研究和发动机隔振器的设计、改进提供依据。

传统润滑剂及其添加剂的生物可降解性差，容易泄露从而对环境造成污染。基于生物质合成的生物基润滑剂及添加剂是发展绿色经济的必然趋势。其中生物基添加剂具有丰富的功能性，通过设计合成不同的分子结构以满足工况需求。国内外对润滑剂抗氧剂、抗磨剂、黏度指数改进剂和稠化剂等添加剂先后开发了不同的合成技术路线，部分生物基添加剂的性能与传统添加剂接近，具有工业化应用潜力。通过总结生物基添加剂的研究进展，对合成方案进行了简单的讨论，并对生物基添加剂的未来发展进行了展望。

为了研究航空活塞发动机增压系统在不同飞行高度下的控制策略，以ROTAX914发动机为目标，基于GT-Power建立两级涡轮增压耦合机械增压系统模型，并进行了试验验证。在3000m到20000m之间选取不同飞行高度，设定目标进气压力，通过调节涡轮旁通阀，得到高低压级压气机最佳压比分配控制策略。在10000m以内，仅使用机械与高压级复合增压即可满足性能需求，在10000m到20000m采用机械与可调两级涡轮复合增压，随着高度的增加，低压级涡轮旁通阀开度逐渐关闭，低压级在总压比分配中的比例逐渐升高，至15000m完全关闭，15000m后，高压级涡轮旁通阀逐渐关闭，高压级增压比逐渐增大，至20000m完全关闭，增压系统达到最大增压能力。

云是大气辐射系统中重要的组成部分，尾迹云通过自身的直接作用以及改变自然卷云的间接作用，对地球的辐射强迫超过了常规的二氧化碳，由于尾迹云资料的稀缺性，结合卫星云图识别尾迹云具有重要意义。结合目前高效的卷积神经网络和高分辨率静止卫星数据，首先获取两个红外通道的亮温差值图像，其次制作像素级别的尾迹云分割标签之后使用U-Net网络对卫星云图中的尾迹云进行训练和测试。将像素级纬度和尾迹云特征级纬度相结合，有效缓解原有样本量不足的问题，同时，提高了识别尾迹云算法的泛化能力。）综合上述结果分析得到，基于卷积神经网络模型识别卫星云图中飞机尾迹云，可以为之后结合卫星云图研究尾迹云，从而判断其对全球气候的影响提供了一种思路。

针对全球航空非挥发性颗粒(nvPM)排放分布问题，开展了2005年全球航空nvPM排放清单以及排放分布预测研究。首先，通过一种基于卷积神经网络(CNN)排放指数预测模型、发动机排放数据库(EDB)、航班信息的全球航空nvPM排放计算方法，预测了2005年全球航空nvPM质量、数量排放，并绘制了排放分布图，预测结果表明巡航阶段排放的nvPM质量、数量占比最大，占总质量、数量排放的61.33%与71.59%。其次，通过替换传统燃料为FT1、FT1混合燃料、FT2、FT2混合燃料，比较了采用芳烃、硫含量低的替代燃料(SAF)与传统燃料对nvPM质量、数量排放的影响，得到了使用替换燃料后质量排放大比例降低、数量排放降低的结果。

动态规划是解决混合动力系统最优控制问题的一种广泛应用的算法，但插值误差和维度灾难等问题尚未完全解决。针对插补误差问题，提出了一种自适应调整方法，该方法以极小的驾驶循环精度为代价以求得无理论误差的数值解。此外，提出了一种动态等效消耗因子计算方法，用于分析电池组储能品质的变化和电机瞬时等效消耗。在采用行星齿轮机构的混合动力系统模型上验证了改进算法的有效性。结果表明，所建立的多维动态规划算法具有相对稳定的节能能力。在4个试驾循环中，油耗差距最大为3.2%。此外，自适应调整方法产生的原行驶工况与新行驶工况之间的最大差异仅为0.29‱。

本文分析研究了一种高空长航时无人机用航空活塞发动机的多级增压系统，该发动机通过高性能单级涡轮增压发动机进行改型设计，提高了发动机的工作升限。采用了机械加涡轮复合多级增压系统匹配方式，研究解决了发动机在高低空运行时存在涡轮增压器压气机运行点不匹配的问题，并提出改型方向，可用于后续研究工作的开展。

冷火焰对先进低温燃烧 (LTC) 内燃机 (ICE) 的性能和排放具有重要影响，其中液体燃料在比传统柴油内燃机更低的环境温度 (Tam) 下更早地喷射.然而，ICEs条件下喷雾燃烧的冷火焰特性尚未完全了解，例如冷火焰对喷雾点火和火焰稳定的影响尚未得到很好的研究。在本文中，使用来自大涡模拟的数据和改进的基于欧拉的传输概率密度函数亚网格燃烧模型。 LES 结果和实验数据在喷雾液体穿透长度、蒸汽燃料穿透长度、平均压力上升曲线和火焰升空长度方面获得了很好的一致性。结果表明，喷雾点火过程中的 CFWP 促进了富燃料和冷反应混合物的点火，由于温度和浓度的空间分层以及湍流混合，导致最具反应性的混合物向富燃料位置转移。结果，与均匀混合物中的点火相比，可以缩短高温点火（HTI）。在 Tam = 800 K 时，随着 CFWP 向喷头区域传播，HTI 内核始终如一地形成。然而，随着 Tam 的增加，HTI 内核和 CFWP 前沿之间的空间相关性减弱。另一方面，湍流混合（使用局部标量耗散率量化）在较高 Tam 下对 HTI 内核的形成贡献更大。目前的结果表明，CFWP 在喷雾点火过程中较低的 Tam 更深。最后发现冷火焰主要以点火波传播模式从喷雾上游区域向下游区域传播到预反应的富燃料混合物中，而点火辅助火焰模式则出现在燃烧热的喷雾上游区域的释放可以忽略不计。