为研究向内燃机缸内燃烧室馈入超声能量对工质点火与燃烧过程的影响作用机理，在不同缸内压力与超声衰减系数条件下，基于修订的Rayleigh-Plesset方程，推导出超声激励燃料液体内部单个空化气泡的动力学模型，实现超声辐照条件下燃料内部空泡演化过程的数值模拟。在不同空泡初始半径条件下，对比分析缸内环境与常规液体环境中空泡的动力学演化过程，研究超声频率与声压幅值对燃料液体中单个空泡的动力学过程影响规律，获取超声声压幅值对空泡崩溃瞬时的峰值温度及最高压力的影响关系。结果表明，通过向缸内燃烧室馈入超声能量，能使燃料内部空泡产生超声空化的动力学演化过程，且声压幅值对空泡崩溃瞬时产生的高温、高压极限燃点具有积极影响。

由于采用稀燃策略，同时空气流量降低，氢内燃机升功率相比汽油机明显降低，而涡轮增压是提升氢内燃机功率密度的有效手段。氢气为气态燃料且空燃比较大，因此氢内燃机涡轮增压器的选型相比于汽油机增压器更为复杂；同时由于氢内燃机排气组分中不含CO2且排气温度低，涡前排气的焓值与绝热指数会有所不同。作者提出了一种为增压氢内燃机选型涡轮的方法，并考虑及计算了涡轮入口处气体组分和温度，根据各参数计算得到涡轮的膨胀比。此外本研究采用了涡前温度的假定值和计算值迭代的方法，提升计算方法的准确性。根据一款2.3 L增压氢内燃机在不同转速和节气门开度下的实验数据，此方法的准确性得到了验证。涡轮膨胀比的计算值与试验值的误差在5%以内，此方法可以在选型增压氢内燃机涡轮的过程中提供指导。

为对空气辅助喷嘴内部的气液相互作用进行研究，进而分析不同参数对该喷嘴喷雾发展的影响机制，建立了空气辅助喷嘴及定容弹环境的仿真模型。通过该模型分析了空气辅助喷嘴的工作过程并研究了喷油压力、气体压力和环境压力对喷嘴内部气液作用以及喷雾发展的影响。研究发现，空气辅助喷嘴的工作分为油气混合阶段和油气混合物喷射阶段。油气混合阶段，油滴以喷雾形式进入喷嘴混合腔内，平均粒径减小到40到60微米；油气混合物喷射阶段，辅助气体的挤压和剪切作用使油滴平均粒径减小到20微米，并通过轴向驱动作用使油滴喷出喷嘴。油气混合物喷射阶段喷嘴内部的气液作用直接影响喷嘴外部的喷雾发展；不同参数均通过影响油气混合物喷射阶段喷嘴内气液作用进而影响喷雾的空间发展。喷油压力的改变不影响喷嘴内部气液作用，因此不会影响喷雾发展，气体压力增大或环境压力减小会增强喷嘴内部气液作用，从而促进喷雾的空间发展。针阀开启前期辅助气体主要起挤压和剪切作用，针阀开启中后期辅助气体主要起轴向驱动作用。辅助气体的轴向驱动作用主要在喷气前中期产生影响，因而实际使用时喷嘴不需要过大的喷气脉宽。

为探究低负载工况下不同参数对三轴燃气轮机性能的影响以及选取最优工况运行点，开展三轴燃气轮机的仿真计算及多目标优化。本文基于燃气轮机部件特性和容积惯性法建立三轴燃气轮机数学模型，再应用仿真软件建立了三轴燃气轮机仿真模型，并通过设计值对模型的精度进行了验证，然后结合试验设计和相关性分析方法，探究了不同参数与三轴燃气轮机关键性能的相关性规律。最后开展了在负载突卸下搭载两种不同控制器的三轴燃气轮机的动态性能多目标优化，定量分析了ADRC控制器与PID控制器在船用三轴燃气轮机上的多目标优化结果。研究结果表明：低负载运行下可转导叶角度与的低压压气机喘振裕度相关性达到了高度相关，进气温度和可转导叶角度与高低压转子转速及涡轮前温度存在显著相关，进气压力和动力涡轮转速与燃油流量和NOx排放为强相关。通过50%-10%负载突卸下动态性能的多目标优化，ADRC组突卸过程的燃油消耗量降低了33.33%，NOx排放降低了30.08%，动力涡轮转速的超调量、调整时间和上升时间分别减少了21.85%、24.44%和17.39%，实现了三轴燃气轮机性能的多目标优化。且ADRC的各项性能参数均优于PID。ADRC的燃油消耗量相较PID减少了14.29%，NOx排放减少了21.06%，超调量、调整时间和上升时间各种动态指标也有明显提升，说明在相同的控制条件下，ADRC控制器的动态过程控制效果要好于PID控制器。

高硅铝合金缸套适用于军民两用轻量化车辆发动机，具有质量轻、导热性好、与铝活塞热物理性能相容性好等优点，在内燃机领域有着良好的应用前景。该篇文章综述了近年来国内外关于高硅铝合金缸套的研究进展，从提升摩擦磨损性能的角度介绍了材料制备及表面加工方面的研究现状，并进行了展望，旨在推广高硅铝合金缸套在车辆发动机上的应用，为该缸套的减摩耐磨技术方面提供指导性思路。

柴油车DPF主动再生过程中，发动机转速可能会突然降至怠速(DTI)，此时热量无法通过排气及时排出，DPF受到巨大的热负荷，可能导致熔融或开裂。为预防DPF损坏，本文研究了整车道路工况下SiC-DPF载体在不同车速、碳载量、再生持续时间和目标DTI再生温度下的温度特性。结果表明，DPF后端的放热速率、峰值温度和温度分布均为轴向最大。DPF径向温度分布不均匀，其中外部的温度不均匀性尤为显著。最高温度和最高温度梯度随碳载量和目标DTI再生温度的增加而增加，随车速和再生持续时间的增加而降低，再生效率也有类似的规律。为了在DPF热承载范围内获得更好的再生性能和燃油经济性，应仔细选择合适的碳载量和目标DTI再生温度。最后，基于试验数据，建立了DPF再生的最高温度和最高温度梯度预测模型。模型的平均误差分别为1.06%和2.66%，可用于确定安全再生的温度曲线和碳载量阈值。

排气热管理（ETM）技术在降低内燃机排放污染物方面发挥着重要作用，特别是在冷启动和预热工况下。文章综述了基于发动机和附加设备的ETM方法和应用，为深入了解内燃机和排气热管理系统的热行为、以提高ETM的性能。基于发动机的ETM技术由于额外的燃料消耗或有限的应用范围而不能发挥其最大潜力。耦合多种技术的解决方案越来越流行，以降低单一基于发动机的ETM技术带来的燃油消耗和排放惩罚。此外，利用附加设备的排气热管理应用，特别是基于电加热催化剂和热能存储系统的，由于碳中和的需求，正逐步被重视。

为了有效控制 DPF 的主动再生，对发动机排气温度进行热管理是必要的。[1]本研究搭建了发动机的试验 台，通过控制节气门开度、改变后喷油量等措施探究不同因素对排气温度的影响。通过分析稳态实验数据得出， 减小节气门开度可有效提高排气温度，特别是节气门开度为 20%时相对于全开度，DOC 前的温度可提高约 80℃。 此外，随着后喷油量的增加，排气温度的提升相对有限，且后喷油量越多，排放恶化越严重。本实验旨在寻求一 个合适的节气门开度及后喷燃油量，以期得到较高的排气温度和较低的排放。

随着我国柴油机污染物排放标准对氮氧化物排放和NH3泄露要求越来越严苛，研究Urea-SCR载体前端气体速度均匀性和NH3分布均匀性具有十分重要的现实意义。为研究SCR载体前端气体速度和NH3分布，提出一种能够准确评估速度均匀性和NH3分布均匀性的方法。将该方法写入Star-CCM＋报告管理器仿真计算均匀性指数，并进行SCR单点转化效率试验以验证该方法的准确性。通过将仿真计算的均匀性指数与试验测得的转化效率进行对比，结果表明：该方法能够准确评价SCR载体前端气体速度和NH3分布均匀性，为柴油机Urea-SCR载体前端气体速度和NH3分布研究提供参考。最后，采用上述均匀性评价方法对SCR载体前端速度均匀性的影响因素进行仿真研究，结果表明：排气流量越小、温度越低，SCR载体前端速度均匀性越好。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为高效环保的电池，其双极板的结构可直接燃料电池的性能。作者在传统梯形挡块流场的基础上，提出一种改进的三分区挡块流场，采用数值仿真的方法，建立了三维多相质子交换膜燃料电池模型并考虑Forchheimer惯性效应，对比研究了改进的三分区挡块流场与传统平行流场、传统梯形挡块流场的传质特性和燃料电池性能。研究发现，改进的三分区挡块流场和传统梯形挡块流场一样可以挡块附近流体过块速度，有利于增强惯性效应，增强传质。此外，改进三分区挡块流场进一步优化了传统梯形挡块流场不同区域的挡块高度，增强了多孔电极中的除水能力，增强了PEMFC的电池性能。改进三分区挡块流场与传统平行流场相比，其净功率的提升最大可达5.16%，研究结果为PEMFC双极板结构的研究提供参考。