五冲程发动机是能够实现等压预胀燃烧的发动机，包含进气、压缩与储气、等压燃烧预胀、膨胀、排气五个冲程。与现有的往复式相比：没有了爆燃的过程，燃烧的温度低了（小于1500℃），氮氧化物低，机械负荷小了，压缩比可以做的更高，对燃料的要求不高，可以做成氨发动机。

本文针对燃料电池/超级电容器混合有轨电车的运行状态和特点，提出了一种优化的氢能管理方法。该方法将运行状态分为牵引状态和非牵引状态两部分。在牵引状态下，建立了混合动力系统的实时损失函数，用于获得不同需求功率和超级电容器电压下燃料电池的最优输出功率。在无牵引状态下，通过求解功率-电压充电模型得到恒功率充电方法，保证超级电容器在整个运行周期内起始状态和结束状态的电压相同。通过RT-LAB仿真平台验证了该方法具有控制混合实时系统的能力。将该方法与功率跟随方法进行对比实验，结果表明，该方法在全运行周期内燃料电池输出稳定性和耗氢量均有显著提高。

为改善齿轮钢表面摩擦学性能，以生物质含硫氨基酸L-半胱氨酸为硫源，在18CrNiMo7-6齿轮钢表面制备FeS固体润滑涂层，采用微观检测技术表征涂层的微观结构和成分组成，考察不同加载工况下FeS涂层的摩擦学性能。结果表明：采用生物质绿色硫源在齿轮钢基体表面合成了FeS涂层，涂层分布呈片状均匀堆积，厚度为2~5 m，在不同载荷工况下FeS涂层可发挥稳定减摩自润滑效果。逐级加载实验表明齿轮钢基体的承载能力为1600 N，含涂层齿轮钢的承载能力为2800 N；定载摩擦学实验表明，齿轮钢表面改性后，平均摩擦系数由0.096降低为0.040，磨损深度由17.3 µm降低为8.5 µm。研究制备的FeS涂层显著提高了齿轮钢的承载能力和摩擦学性能，为绿色硫源在齿轮钢表面技术中的应用与发展提供参考。

氨和氢都是零碳燃料，且氨可以作为氢载体。氨的能量密度高且制备及运输技术成熟但最小点火能量高；氢的燃烧速度快，最小点火能量低，可燃范围广但不易运输储存。氢和氨的对立性和潜在的互补性为发动机提供了新的研究方向。本文总结了氨气及氨/氢掺混燃烧技术的最新进展，为以后更好地发展氨燃料燃烧提供理论依据。

船用柴油机燃烧模型的构建是对处于长时间运行状态的发动机的性能优化和健康管理的关键手段。本文基于Wiebe燃烧模型结合深度学习神经网络提出了基于混合驱动的发动机零维预测模型构建方案，用于实现发动机的同步仿真。首先对通过试验获得的缸压曲线进行Wiebe参数求解，进而利用长短时记忆神经网络（LSTM）建立运行参数与Wiebe参数的辨识模型，然后将Wiebe方程与深度学习神经网络相结合构建出零维预测燃烧模型，并对预测性能进行非校核工况的泛化性分析。基于数字孪生的发动机燃烧模型是实现发动机燃烧过程在线预测的一种有效方法，同时为未来的在线优化提供新的理论依据。

内燃机缸内喷水技术因其在抑制爆震、减少排放及降低油耗方面的潜力而具广泛前景。本研究基于定容弹，研究了五孔非对称布置喷射器水射流在不同条件下的喷雾特性。喷水温度范围为 30°C 至 240°C，背景压力为 0.2bar 至 10bar。结果表明，近场喷雾宽度随水温升高而增大。但在背压为 0.8bar 至 2.5bar 时，较高的过热度会导致严重的喷雾坍塌。研究发现，闪沸下的坍塌是由于喷雾中心存在低压区，而较高的过热度会使低压区迁移至喷嘴出口附近，从而导致喷雾坍塌增强。此外，除了过热度和背景压力之外，水射流喷雾坍塌与喷水压力之间也存在密切联系。

采用快速压缩机在790-1112K，1.5-3.05MPa工况下开展了较少正庚烷（2%摩尔分数）引燃氨/甲醇混合燃料的自燃特性研究，甲醇含量为0-98%，当量比为0.5、1.0和2.0。结果表明，滞燃期（IDT）受到燃料混合比例和当量比的综合影响，浓度为5%的甲醇混合燃料，当量比为1时IDT最短，随着甲醇含量升高，IDT随当量比的增大而缩短。此外，修改了Dong等人的机理，提高了对实验混合物的预测性能。化学反应动力学分析表明，甲醇与氨对于燃烧反应的影响更大，二者的脱氢反应存在HO2等关键自由基的竞争关系从而抑制系统氧化过程。HO2从甲醇中提取H生成H2O2反应敏感性系数很高，是促进燃烧的重要反应。

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势。传统往复式活塞发动机受其结构限制，功率密度大幅提升的空间有限。旋转对置活塞发动机结构简单，做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍，可以显著提高发动机的理论功率密度，是小型无人机、混合动力系统的理想动力源。旋转对置活塞发动机通过椭圆齿轮副实现了相邻活塞的差速运动，进而满足了气缸容积周期性变化的需求。本文通过建立数学模型，探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响，分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件。研究结果表明，活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感，当线速度大于平均值时，线速度与偏心率成正比；线速度小于平均值时则成反比。偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积，且使下止点对应的气缸容积增大，进而调节发动机的压缩比；活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积；偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时，压缩比相应的变化范围分别为5.62-12.04和5.01-23.45。当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞。

为探究活塞冷却喷嘴打靶准确率受哪些因素影响，先是建立了二维模型，并通过Fluent模拟打靶过程，针对活塞冷却喷嘴参数繁多，控制变量法仿真过于繁琐的问题，首先结合正交分析减少实验次数，并通过极差分析和方差分析找到主要影响参数，通过主成分分析和多因素分析验证主要影响参数的信息贡献率，获得了活塞冷却喷嘴各个参数对打靶准确率的影响，并通过再次修改主要参数验证了仿真结论。最后根据回归分析获得了活塞冷却喷嘴参数对油束扩散角度和打靶准确率的回归方程，及最主要影响因素。

鼓泡塔作为化工领域中一种重要的关键装置，发挥着不可替代的作用。它广泛应用于石油化工、化学工程、环保等工业领域。可用于物质分离与纯化，能源回收，废气处理，反应工程等。其内部流体力学和两相流动复杂性是其工业应用中关键的研究领域。 本文针对实验室级别的鼓泡塔在开源软件OpenFOAM内multiphaseEulerFOAM求解器采用双欧拉求解策略进行求解。在两相流动中，相间耦合和湍流模型的选取是方程闭合的关键，不同子模型在特定问题下的适应性不尽相同。通过多个算例探究曳力，升力等相间耦合力的模型，以及湍流模型的适应性。通过仿真对鼓泡塔内的气泡动力学和机理进行揭示，并加以实验验证。