为了更好地实现压燃式航空活塞发动机在高空环境下的功率恢复，通过GT-Power软件构建一维仿真模型，探究不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机的性能影响。研究结果发现：基于相同的压气机MAP，可变截面相较于固定截面涡轮机，能有效提升发动机的进气特性，海拔越高提升幅度越明显；在VGT（variable geometry turbocharger, VGT）的基础上构建RTST（regulated two stage turbocharging, RTST）能更好的提升发动机的进气特性，但在高转速下，RTST增压效率下降，发动机动力性能增幅下降；在低海拔时，增大RTST的叶片开度，发动机的进气流量增加，发动机缸内燃烧始点提前，发动机扭矩与功率上升；在高海拔时，增大RTST的叶片开度，发动机性能变化趋势与在低海拔时相反；发动机匹配RTST增压器后在6000m海拔下功率可恢复至76kw。

以柴油机冷试测试中的高速缸盖振动信号为研究对象，提出一种以优化变分模态分解（VMD）与小波阈值降噪联合的降噪方法，该方法利用改进的灰狼算法对VMD的分解模态层数K和惩罚因子α进行全局寻优，以模糊熵局部极小值作为适应度函数，寻找最优的K与α组合。振动信号经VMD分解得到多个IMF分量，利用小波阈值降噪对其进行降噪处理，进而实现对信号的降噪。实验表明，该方法针对冷试测试的降噪效果显著。

对几种缩尺气缸盖试样的热疲劳性能进行了评价。 记录了进气孔(ITH)和排气孔(EXH)在实验过程中的塑性变形。 结果表明:塑性变形主要发生在热冲击前期; 塑性变形增量随疲劳试验循环次数的增加而减小。 热应力分布表明，鼻桥部位的热应力较其他部位大。 特别是ITH和EXH之间的鼻桥比其他鼻桥承受最大的热应力。 此外，较低的热应力、较低的初始表面粗糙度和变形对鼻梁的热疲劳寿命有较好的影响。

以非道路高压共轨柴油机干式缸套为研究对象，采用仿真与测试结合的方法，在热态、热态预紧、热态预紧过盈、热机耦合和热机耦合过盈工况下对比研究了载荷变化对缸套综合变形特征影响规律，研究了不同缸套变形特征对活塞-缸套摩擦副的机油消耗量、窜气量及摩擦损失的影响规律。研究结果表明，在热态工况下，摩擦损失功最大，为1.09kW；在热态预紧工况下，机油耗最大，为4.29g/h；在热态预紧过盈工况下，窜气量最大，为15.71L/min。在热态工况下施加预紧力，摩擦损失功减小，机油耗和窜气量增大，继续施加缸套过盈载荷，摩擦损失功和窜气量增大，机油耗减小；在热机耦合工况下施加缸套过盈载荷，摩擦损失功、机油耗和窜气量均增大。

低温壁面条件下的高雷诺数液滴撞壁现象是导致飞机机翼结冰、电线覆冰和内燃机冷启动恶化的关键因素之一。本文选择正十二烷为试验液体，利用高速阴影法对正十二烷撞击不同温度铝板的破碎及铺展特性进行系统研究。实验结果表明：在壁面温度为20℃～-40℃区间内，壁面温度对破碎形态、二次液滴特征和铺展过程产生重大影响，液滴飞溅阈值及液膜最大铺展系数也随着壁面温度降低而不断减小。现有低温壁面液滴撞壁过程的研究集中在低速入射条件下的结冰特征，缺少对于液滴破碎过程和液膜铺展机理的系统研究。本文为丰富当前撞壁模型的研究和提高冷启动的成功率，使用柴油的主要替代成分正十二烷对低温壁面液滴的破碎和铺展过程进行了研究。

为提高柴油转子发动机的燃烧效率，研究了柴油喷射策略对缸内燃烧过程的影响。此外，考虑到转子发动机在实际工作过程中难以避免的径向泄漏，建立了一种考虑径向泄漏的周边进气转子发动机三维动态计算模型。结合该计算模型，研究了柴油喷射时刻和喷射持续期对燃料分布及燃烧过程的影响。结果表明：当喷射时刻为80°CA BTDC，喷射持续期为50°CA，可获得较好的燃烧效率和排放特性。与原方案相比，缸内峰值压力提升了11.38%，Soot和CO生成量分别降低了78.71%和92.72%，NOx和CO2生成量有所增加。

通过对多物理场耦合的三维阴极开放式质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池模型进行仿真计算，分析阴极流道结构设计对电池内部水热及电流传导特性的影响。对阴极采用直型流道设计的单电池进行研究，发现阴极开放式PEMFC内部的温度、湿度和电流密度分布与阴极流道结构有关，电池内部水热不均匀分布是导致膜内电流密度分布不均匀的主要原因。通过优化阴极流道结构，改变了流道内气体流动速度及脊下面积，计算结果表明渐扩型和渐缩型流道设计的电池输出性能均有所提升，同时渐扩型流道设计表现出了更均匀的水分布与电流密度分布。

以非道路高压共轨柴油机湿式缸套为研究对象，搭建了电涡流法缸套动态变形测试系统，开发了数据采集软件，探索了电涡流法的缸套动态变形测试方法，在自由状态、预紧状态、电机拖转和热机怠速工况下研究了缸套4个特征线方向的轴向变形规律。研究结果表明，在多种关键技术的支撑下，基于电涡流法的缸套动态变形测试方法在冷态和低转速热态的工况下均可行。在预紧、拖转和怠速三种工况下，缸套最大变形均出现在距离缸套顶面24.5mm处。预紧工况下最大变形出现在0°特征线方向上，为36.53μm的膨胀变形；电机拖转工况下最大变形出现在90°特征线方向上，为110.85μm的收缩变形；热机怠速工况下最大变形出现在270°特征线处，为143.43μm的膨胀变形。

为实现对燃烧过程更为全面和精细化的评价，以指导更为高效的燃烧组织设计，开展了缸内燃烧过程内窥式可视化测试技术研究。研究针对船用柴油机，在单缸平台上进行了相应的光路设计与对中结构设计，通过定制化的带倾角的内窥式探头实现了对缸内任意角度下的燃烧过程的高速拍摄，并获得不同工况基于曲轴转角的缸内燃烧过程及火焰分布彩色图像。通过双色法处理获得了瞬态温度场及碳烟场数据，通过火焰轮廓提取获得了火焰传播速度与火焰面积等火焰发展参数。结果表明内窥式可视化测试技术可有效获取船用柴油机缸内燃烧过程可视化图像，结合图像处理技术可用于分析评估缸内的燃烧特性。

以某非道路高压共轨柴油机为研究对象，采用仿真和测试相结合的方法，建立了整机耦合装配模型与活塞环组动力学模型，研究了干式缸套的失圆变形，在考虑缸套失圆变形的基础上，研究活塞环结构参数对窜气量、机油消耗量和摩擦损失的影响，并通过正交设计方法进行了活塞环径向弹力、开口间隙和侧向间隙对窜气量、机油消耗和摩擦损失的影响研究。研究结果表明，窜气量受二环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙影响最大；机油消耗量受油环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙影响最大；摩擦损失受油环径向弹力、油环开口间隙和油环侧向间隙影响最大。