为了研究诱导激波对喷雾特性的影响，采用纹影法和仿真模拟的方法对不同喷射压力、不同环境介质条件下的喷雾和激波特性进行研究．结果表明：在相同喷射压力和环境密度下，在燃油喷射初期，存在激波条件下的喷雾贯穿距小于无激波条件下喷雾贯穿距，从仿真结果来看，在燃油喷射初期激波为附体激波，激波后环境气体密度和压力均大于激波前，激波后具有更大密度和压力的环境气体会阻碍喷雾的发展，从而导致贯穿距变小．在燃油喷射中后期激波与喷雾分离之后，存在激波条件的喷雾贯穿距则要高于无激波条件下的喷雾贯穿距．激波还可以增强燃油与空气混合程度，对增大喷雾体积有一定的促进作用，且促进效果会随着激波强度的增大而更加明显，有利于油、气混合气的形成．超高压喷射仿真结果表明，当喷射压力达到240 MPa 和320 MPa 时，喷射初期斜激波的末端会产生弓形激波，可以加剧湍流运动促进油、气混合，此外激波的产生使激波处环境气体温度升高，当喷射压力达到320 MPa时，激波处温度最多可升高16%，这有利于燃油的雾化蒸发．

提出了一种在复杂背景下燃油喷雾图像中前景油束轮廓提取的新算法，该算法包括油束前景区域预提取、油束轮廓细提取和油束轮廓修补3 个步骤．在油束前景区域预提取阶段，利用具有自适应阈值的帧间差分法和形态学填充处理提取出完全覆盖真实油束的前景区域．在油束轮廓细提取阶段，结合像素点在时间维度和空间维度上的信息对预提取获得的油束前景区域内的每个像素点进行多重判断，得到油束轮廓．在油束轮廓修补阶段，结合前景点修补阈值和油束横向、纵向位置边界条件对在视窗污染位置处的油束轮廓进行预测，结果表明：该算法能够精确地提取出处于复杂动态背景下的前景油束轮廓．

利用MATLAB 软件编写了纹影图片批量处理程序，从火焰传播各方向上获得半径值，提出以半径均值、半径均值相对误差和半径提取值标准偏差3 个指标来评价火焰传播半径的分布状态．研究表明：点火电极是导致火焰传播失真的重要原因，通过优化排除点火电极的影响角度范围(γ 为65°～115°和245°～295°)来减小测量误差；优化后，半径均值增幅为0.96%～2.08%，半径均值相对误差减小为－0.06～0.86，半径提取值标准偏差减幅为44.20%～71.33%．综合考虑，在初始温度Tu＝323 K、初始压力pu＝0.1 MPa、当量比φ＝1.0 和稀释率φr＝6%工况下，优化选择的火焰传播半径测量角度步长Δθ＝6°．

研究了带喷嘴双通道蜗壳的混流涡轮在不同进气条件下的涡轮性能，对比分析了近叶根进气和近叶尖进气两种部分进气工况下的流场分布，探讨了不同进气工况下的流动损失机理．结果表明：近叶尖进气和近叶根进气两种工况的流通能力相同，但后者效率高1.5%～2.5%．损失分布分析表明，近叶尖进气和近叶根进气工况下蜗壳内流动损失基本一致，但前者喷嘴内损失较高，而后者叶轮内的损失高．流场分析表明，近叶尖进气时喷嘴进口气流攻角过大导致吸力面前缘发生高强烈流动分离而产生大范围高熵增，而近叶根进气时叶轮通道内产生大尺度的“旋风涡”并产生高熵增．这两个流通部件内的流场特征差别是不同进气条件下涡轮性能差异的产生机制．该研究为带有双通道蜗壳的涡轮气动优化设计提供了理论基础．

针对气阀式二冲程柴油机扫气过程优化问题，在侧向直气道结构基础上设计了一种顶端入口切向进气道结构，该结构在接近入口区域设计为切向气道，同时在进气道出口处设计一种导气屏结构．该进气道结构可强制新鲜充量沿气缸壁面进入缸内，产生一定强度的逆滚流．通过对3 000 r/min 全负荷工况下的二冲程扫气过程进行三维模拟计算，重点研究进气道结构对扫气过程中气流运动、残余废气分布及扫气特性的影响．结果表明：与侧向直气道结构相比，逆滚流气道结构下扫气路线得到优化，进气短路现象得到一定程度的改善，扫气效率提高了10.8%，新鲜充量捕获率提高了9.3%．

开展发动机辐射噪声品质的客观评价特征提取研究，可以有效地降低客观评价特征维数，简化发动机声品质评价模型结构维度．以国产典型发动机为例，在消声室内测试获得稳态辐射噪声信号；选择适宜于描述发动机辐射噪声的11 个物理与心理声学评价变量作为声品质评价特征，同时运用基于多类型核函数的主成分分析方法提取主要客观评价特征，确定了目标核函数，实现发动机声品质客观评价特征由11 维到4维的简化模型目标，解决了输入数据集的非线性问题，简化发动机辐射噪声品质预测模型的结构.

针对内燃机典型的冷却工况条件，利用Fluent 软件，采用CLSVOF 法进行了矩形通道内过冷流动沸腾起始点的数值模拟研究．通过对不同测点采集的压力波动信号进行频谱分析，提出一种利用功率谱密度判断冷却液是否沸腾的方法．计算结果表明：流体流速越小，壁面加热温度越大，沸腾起始时间越短，功率谱密度随之增加.从高流速、低壁面加热温度到低流速、高壁面加热温度的工况，沸腾起始点附近的压力信号波形经无峰型、扁平型、振荡型到尖峰型转变．同时，对横、纵向各测点的压力衰减分析表明，时域信号的压降与横、纵向位置呈线性变化关系．从频域角度来看，纵向的功率谱密度基本无差异，而横向的功率谱密度在加热面附近衰减明显．

针对高强化柴油机气缸盖排气门鼻梁区严重的热负荷问题，提出在该区域冷却水腔中建立特殊的结构表面以强化其传热的能力，并建立8 种不同的特殊结构表面．采用欧拉多相流以及壁面沸腾换热模型分别对8 个不同结构表面的鼻梁区简化流道进行流动传热仿真分析，并设计了流动沸腾试验平台，验证仿真计算的可靠性．在此基础上，研究各种结构表面对表面流动的扰乱程度以及对传热系数的影响，最后进行各结构表面传热能力的综合评价．结果表明：特殊的表面结构对表面湍流强度以及传热系数有不同程度的影响，其中柱体结构表面与两种槽肋结构表面对湍流强度的提升都达4.9 倍以上，叉排式柱体结构表面与垂直流向的槽肋结构表面的提升传热系数分别提升了65.9%和57.4%；并且在传热能力的综合评价得到上述3 种结构对火力面最高温度降低均达23℃以上.

搭建了摆动摩擦副试验台，并进行了连杆小头轴承典型工作状态下的台架模拟试验．对台架试验后的轴承试件进行了衬套松脱测试；对衬套和活塞销磨损表面分别进行了三维形貌观测和能谱分析．试验表明：相同条件下持续加载的摩擦温升要显著高于间歇加载的情况；在供油状态下，间歇加载工况的摩擦温升受负荷的影响较小，而持续加载时的摩擦温升受负荷的影响波动较大，并且靠近摩擦热源区域的温度波动最为明显．不同工作状态下，衬套松动的最大转矩是最小转矩的1.4 倍，最小拔出拉力为最大拔出拉力的73.3%．在供油间歇加载工况下，衬套表面出现了点蚀现象，从衬套上转移到活塞销表面的材料相对于持续加载工况的分布集中．

利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术，通过高温高压定容燃烧弹研究了撞壁距离对柴油喷雾撞击平板后的燃油分布影响．试验中，撞壁距离从12.5 mm 变化到32.5 mm．结果表明：撞壁距离对燃油分布有重要影响，随着撞壁距离的增加，液相燃油质量分数增加，过浓区间(φ＞2)的气相燃油质量分数减小，较浓区间(1＜φ≤2)的气相燃油质量分数增加到一定数量并保持变化不大，稀混合气区间(0＜φ≤1)的气相燃油质量分数逐渐增加；瞬态最大当量比(φmax)降低；瞬态最低温度(Tmin)发展趋势与φmax相反；气/液相喷雾壁面射流半径和高度大幅减小，甚至不与壁面相撞．