为研究远洋船舶混合动力系统中影响系统能效与能耗的关键参数，本文根据功率平衡理论及多目标优化理论，建立了兼顾系统效率与油耗的多目标优化数学模型，针对推进系统的效率与油耗量进行优化，分析对螺距比和齿轮箱减速比两个设计参数对推进系统的影响，建立相关优化函数的数学模型，通过NSGA-II算法进行了优化求解，得到优化的匹配参数，实现了系统综合性能最优。优化结果表明，总效率提升在0.6517%~0.7686%范围内，燃油节省率在4.5711%~4.646%范围内，从系统匹配角度实现了最佳性能。

热声驱动液态金属磁流体发电机有望实现高可靠发电，但由于声学匹配不当导致热电转换效率低下，其潜力受到限制。在此，提出了一种新型的热声驱动液态金属磁流体发电系统并基于热声理论开展了声学阻抗匹配分析。其中，液态金属磁流体发电机被集成到声场相对稳定的Backhaus-Swift热声发动机的线性气体谐振器中，以实现声学匹配。计算结果表明：热声发动机与磁流体发电机的匹配阻抗与磁流体流道长度和弹性膜的直径成正相关，与流道宽度和流道高度成负相关。增加磁流体流道高度和宽度，降低流道长度和弹性膜直径，可提高阻抗匹配点的频率值。这项研究强调了TLMHDG在高效可靠发电方面的潜力。

Li/SF6平行流锅炉反应器采用外冷内热双层毫米级通道结构，针对该小通道反应器运行中面临热应力冲击与非均匀高温场极易引发壳体结构失效导致爆炸事故等问题，采用考虑工质沸腾换热的热固耦合计算以及进一步结合Li/SF6燃烧流动传热的热流固耦合方法，对反应器热应力特性及其关键影响因素展开分析。研究结果表明：内通道底面和外通道顶面由于通道内外高温差以及小通道自由膨胀受限导致热应力水平较高；在通道内工质的两相区前端，因射流内循环与通道内工质高对流换热，反应器截面上出现局部壁温极小值的区域，该区域应力处于沿程较低水平。

为应对全球对高能量密度、高效率动力系统及清洁能源的迫切需求，本文选择一种创新性的清洁能源动力系统，该系统用氢燃料作为热源为超临界二氧化碳（sCO₂）布雷顿循环系统提供热量，此外，本文也对该系统进行了系统性能分析与优化的研究。氢燃料具有高能量密度和零碳燃烧的特性，与sCO₂循环相结合可显著提升系统热效率并降低环境影响。建立的以氢为燃料的sCO₂循环系统，综合考虑了燃烧过程、变工质、sCO₂工质的热物性及循环系统各部件参数之间的耦合关系。通过仿真数据分析，研究关键部件的运行参数对系统热效率的影响，如分流器分流比从主流比0.5增至0.75时，热效率提升1.923%，而输出功率降低程度低于0.5%；循环压力从7400kPa增至8000kPa的过程中，热效率下降约0.33%等。研究结果表明，该系统在实现高效能量转换的同时，具备良好的负荷适应性与低污染排放特性，是一种具有前景的清洁能源动力方案。本文的研究可为氢燃料的sCO₂布雷顿循环动力系统的设计与优化提供理论依据与工程参考。

本文研究了部分预混燃烧模式对微柴油引燃直喷天然气发动机排放和热效率的影响，基于NOx、CO、HC和碳烟的排放量分析了排放特性。在各种运行条件下，对部分预混燃烧和扩散燃烧模式的性能和热效率进行了比较。结果表明，部分预混燃烧模式能够在更广泛的发动机工况下实现更低的碳烟排放和更高的热效率。与传统扩散燃烧模式相比，HC和NOx的排放小幅增加。由于其显著的碳烟减排和热效率提升效果，部分预混燃烧模式更适用于低速和中高速中高负荷工况。

热电转换技术作为一种能够将低品位热能直接转化为电能的手段，受到了广泛研究。本文建立了零维多分区热电转换系统非线性瞬态模型，由于热电器件的结构参数对TEG的性能的影响较大，研究了热电器件热电腿截面积Aleg以及热电腿高度对不同分区热电器件输出功率和效率的影响规律，研究表明在不同结构参数条件下，电功率随分区编号的增加而降低，而效率则呈相反趋势。在高温端适度增大Aleg有助于同时提升电功率与效率，但当截面积超过 3.24 mm² 时功率与效率均出现下降；在低温端增大 Aleg 仍能提高功率，但提升幅度在 3.24 mm² 后趋缓，效率则在 4.0 mm² 后反而下降。在高温端适度减小其高度有利于改善功率和效率，但若过低则不利；在低温端，较小的 H 值有助于提升性能，但当 H = 0.6 mm 时功率和效率均会下降。

通过定容燃烧弹利用纹影法研究柴油两次喷射、液氨单次协同喷射下的喷雾和燃烧特性。研究结果表明：增大柴油预喷比例可强化双燃料喷雾的碰撞与扩散，显著提升喷雾贯穿距与扩散面积；而过长的喷射间隔则会恶化主喷喷雾形态，降低其扩散能力。燃烧过程呈现典型的预喷引燃与主喷发展两阶段特征。增加预喷比例可加速火焰传播、扩大燃烧范围并显著缩短火焰浮起长度（FLOL），有效抑制碳烟生成。研究揭示了协同喷射策略对柴油-液氨混合与燃烧的调控机制，为开发高效清洁的氨柴油双燃料发动机提供了重要的实验依据和理论指导。

高功率柴油机在运行过程中，排气系统需要承受极高的热负荷和机械负荷，这对排气歧管和气缸盖间的法兰密封性提出了极高的要求。采用有限元法对排气系统组合结构进行接触分析，可以对其法兰的密封性能进行预测分析。本文针对某高功率柴油机排气歧管前端法兰的密封问题，建立了气缸盖、排气歧管及垫片组合结构的有限元模型，定义边界温度及换热系数进行温度场分析，然后开展组合结构在热-机耦合条件下的应力场分析，其中垫片模型采用了通过试验及数值模拟获得的高温压缩-回弹特性，考察了垫片表面的接触压力分布，利用法兰的密封测试结果，对该柴油机排气歧管前端法兰的密封性能进行评价，结果表明该柴油机排气歧管前端法兰能够满足密封要求。进一步讨论了垫片密封环高度和宽度对法兰密封性的影响，发现当密封环高度高于0.2mm时最小接触应力增加趋缓，对密封性的改善不大，当密封环的上下两侧宽度为3 mm时最小接触应力会有较大的降低，密封性也会降低。

本研究针对高倍率放电的方形锂离子电池，提出一种结合流道形状优化与复合相变材料（CPCM）的混合热管理系统。在相同水力直径下，对比矩形、圆形、正方形和三角形流道对电池温度分布与流动阻力的影响。结果表明，流道截面为正方形时电池最大温差（ΔTmax）最低（4.489℃），矩形和三角形流道性能接近（ΔTmax分别为4.491℃和4.501℃），圆形流道表现最差（ΔTmax达4.668℃）。在最高温度（Tmax）控制方面，正方、矩形和三角形流道均能稳定在29.5℃左右，而圆形流道温度略高，达29.668℃；三角形流道压降最低（约800 Pa），圆形最高（约1778 Pa），三角形流道在散热与流阻间实现最优平衡。在5C放电倍率下，集成CPCM的“液冷-相变”耦合系统显著降低了电池模组的表面最高温度（Tmax下降1.275℃），同时有效提升了表面温度均匀性（ΔTmax降低1.571℃）。

文章旨在通过将机器学习（ML）与遗传算法（GA）相结合，优化氢燃料转子发动机的点火策略。计算样本采用Box-Behnken设计与Sobol序列生成，变量为前置火花塞（Leading Spark Plug，LSP）的点火时刻（L_IT）与，后置火花塞（Tailing Spark Plug，TSP）点火时刻（T_IT）以及过量空气系数（λ）。Spearman相关系数表明，操作参数对指示热效率（ITE）、指示功率（IP）与指示比氮氧化物（ISNOX）的影响权重排序依次为λ、T_IT和L_IT，其中λ对 ISNOX几乎起决定性作用。采用高斯过程回归（GPR）建立了ITE、IP与 ISNOX的预测模型，其决定系数均大于0.99。结果显示，采用异步点火策略（即L_IT早于T_IT）并配合较高的λ，可获得最佳性能。与原机相比，优化后IP提高1.2%，ITE提高0.3%，ISNOX降低30%。事实证明，将ML与GA结合是一种同时提升性能并降低排放的高效途径。