针对对置式自由活塞发电机（FPEG）中直线电机的瞬态电磁特性，提出基于速度实时反馈的控制策略以适应活塞非对称运动。仿真与实验表明，电机电磁力与活塞运动特性密切相关，膨胀冲程阶段电磁力达峰值；对置式FPEG运行时电机能量损耗最低，能量转换效率更优；引入电磁阻尼系数修正系统仿真模型后，电机力计算准确性在高速区显著提升；活塞轨迹跟踪精度高、误差小，验证了该策略对提升FPEG系统性能与效率的有效性。

高压甲醇喷射系统是提升甲醇发动机热效率与降低排放的关键，其核心在于实现喷油器嘴端压力的高效提升。本文聚焦于整个高压甲醇供给系统，综合考虑喷油器内部结构引起的流动损失、高压油管的耦合作用以及高压供醇泵关键结构参数对系统压力建立的影响。通过建立喷油器一维液力仿真模型并经试验验证，系统研究了喷油器关键结构参数、高压油管特性以及供醇泵结构参数对系统压力动态特性的影响。研究结果表明，系统最终喷油压力取决于喷油器内部流动损失与高压油管压力增益之间的动态平衡。高压油管结构主导压力波的传播与反射过程，显著影响泵端压力变化；而喷油器内部结构参数是导致节流损失与流动分离并引起显著压降的主要因素。通过协同优化供醇泵结构、高压油管参数与喷油器内部结构，可有效抑制不利压力波动、降低流动能耗，从而在相同供醇能量下实现喷油嘴端压力的显著提升。本研究为高压甲醇喷射系统的性能优化提供了理论依据与系统化设计方向。

碱性水电解（AWE）因寿命长、成本低，是当前绿氢生产的主要技术之一。但在提高电解效率和降低氢气交叉之间存在的矛盾，限制了其进一步的发展和推广。本文建立了涵盖热力学、电压极化特性、气泡效应气体交叉机理的综合模型，实现了电化学性能与气体纯度的耦合模拟，并通过实验数据对比验证了模型的可靠性。研究表明，温度升高能有效降低可逆电压与欧姆过电位，改善效率，但在分离循环下会加剧氢气跨膜扩散，降低气体纯度；电解液流量对电化学性能影响有限，但在混合循环中流量增大会显著恶化气体纯度；隔膜厚度减小有助于降低电阻、提升效率，但会缩小电解槽的低负荷运行范围。整体来看，效率提升与纯度保持存在固有矛盾，单一优化往往难以兼顾，需通过多参数协同调控实现平衡。本文提出的模型不仅揭示了不同操作条件下效率与纯度的耦合规律，也为碱性电解槽的工况优化和系统设计提供了理论依据，对开发高效、低能耗且运行安全的碱性电解水制氢技术具有参考价值。

通过实验与仿真相结合的方法，系统研究了喷射结构参数对选择性催化还原（SCR）系统中尿素结晶风险的影响。通过在SCR混合段前后设置压力计和多组分排放分析仪，验证了仿真模型在压降及氨均匀性方面的准确性。研究结果表明，喷孔数目增加可降低结晶风险，单孔喷射角增大则使液膜分布上移，结晶风险增加；雾束锥角通过改变喷雾范围影响液滴分布，进而影响结晶风险。在优化喷射结构参数时，当喷孔数目为6、单孔喷射角约为24°、雾束锥角在30°到42°之间时，尿素结晶风险最小；同时，当喷孔数目为3、单孔喷射角约为24°、雾束锥角为36°时，氨均匀性最佳。本研究为优化SCR系统喷射结构参数提供了理论依据，有助于降低尿素结晶风险，从而提升SCR系统的整体性能。

在缸内直喷天然气发动机中，燃气的喷射特性对缸内混合气的形成和燃烧过程至关重要，直接影响发动机的动力性和排放性能。建立定容燃烧弹系统，利用纹影法捕捉燃气射流的瞬态发展过程。全面研究了结构参数对三种类型喷嘴瞬态射流特性的影响。对比分析了这三种喷嘴的射流特性，研究了不同的喷射压力和容弹背压对气体射流特性的影响。结果表明，射流贯穿距初期快速增长，但在主体发展阶段增速减缓；直喷孔喷嘴的短喷孔结构在射流初期发展较快但后续受限，而长喷孔喷嘴可获得较大的贯穿距。带腔喷嘴的小腔体实现了快速但不稳定的初始射流，而大腔体可提供更稳定的射流，但需面临残余气体问题。渐缩喷嘴通过流道收缩增强贯穿和混合性能。持续增加喷射压力可增强射流贯穿能力，但收益递减。

针对旋转爆轰发动机（RDE）中喷注器雍塞问题，通过数值模拟方法研究了不同雍塞位置对爆轰波起爆与传播模态的影响。采用氢氧单步化学反应模型和非预混注入方式，利用ANSYS FLUENT软件进行模拟仿真，分析了不同雍塞位置条件下的流场、压力与温度分布特性。研究结果表明，雍塞位置距离点火源的远近显著影响爆轰的成功起爆与稳定传播：近点火源雍塞可起爆但传播不稳定；中间位置雍塞可起爆但传播模态波动；远距离雍塞则导致起爆失败。雍塞还会引起燃烧室内压力振荡、温度分布不均，降低发动机推力稳定性和燃烧效率，增加结构损伤风险，该研究对RDE的容错设计与性能优化具有重要参考价值。

光伏储能微电网系统的控制策略对于提高可再生能源利用效率、保证供电稳定性以及促进可持续能源发展具有重要意义。为了能够有效地管理光伏发电系统和储能系统，确保能量的高效传输与分配，提出了一种光伏储能微电网系统的控制策略，该方法引入了滑模变结构控制（SMC）。在光伏发电系统中将改进粒子群算法（IPSO）与滑模变结构控制（SMC）相结合，以取得更加优异的最大功率追踪（MPPT）性能，并在储能系统中应用滑模变结构控制以取得更好的直流母线电压控制效果。最后在仿真模型中对本文所提出的光伏储能微电网系统的控制策略进行了验证。

柴油机减速过程是对其技术状况的直接反映。本文通过装甲车辆柴油机仿真建模与台架试验相结合的方法，搭建了柴油机空载减速过程仿真模型，系统研究了柴油机空载减速过程的动态特性及其影响因素。台架试验部分采集了八台柴油机在800 r/min至0 r/min减速过程中的缸压、振动、瞬时转速等参数，并通过三次项拟合分析了减速曲线的特征。基于仿真软件，利用优化算法对评估参数（当量漏气直径D和机械压力损失系数f1）进行标定，同时利用台架试验数据对仿真模型进行验证，使仿真减速曲线与实验减速曲线每个点的平均相对误差控制在5%以内。研究评估参数对减速曲线影响规律时，发现在同样让空载减速过程功率下降5%的情况下，漏气状况对其影响小于摩擦状况所产生的影响；此外，通过阈值分析发现，当D或f1取极值时，减速曲线一次项系数k1绝对值显著增大，最终得到其阈值为441。研究结果为柴油机减速过程的标定及技术状况评估提供了理论依据和数据支持。

针对传统热电转换系统较差的性能，一种面向高温热源的耦合高温和低温热电器件的热量梯级利用型热电转换系统被提出。一种考虑非均匀温度分布的瞬态模型被建立用于探究系统的动态热电性能、填充因子对性能的影响以及系统内的能量分布特征。结果表明，关键热特性的传递具有惯性。换热效率随填充因子的增大单调升高，转换效率和系统效率随填充因子的变化存在极大值。当输入温度为1373K，最大转换效率和系统效率分别为5.99%和2.12%。输入流量是影响系统内能量流分布的决定性因素，明确了结构参数和输入参数对系统性能提升的意义。

为明确灰分沉积对碳烟氧化的内在催化机制，本研究采用热重分析（Thermogravimetric Analysis, TGA）与比表面积（Brunauer-Emmett-Teller Specific Surface Area, SBET）测试方法，在650℃等温氧化条件下，对比分析三类样品（GDI碳烟、GDI碳烟与Al2O3混合样品以及GDI碳烟与SiO2混合样品）在氧化过程中的孔隙结构演变规律。结果表明，灰分的加入显著加速了整体氧化进程，表现出强烈的催化效应。此外，灰分的存在改变了碳烟的氧化模式：从无灰分条件下的多点氧化转变为接触氧化机制，促使灰分与碳烟之间形成紧密接触，导致孔径分布向小孔径方向迁移。在两种灰分中，SiO2因能够促进更紧密的固-固接触，表现出更优越的催化活性。