针对高速径流式涡轮，利用NUMECA 软件建立计算模型进行雷诺平均Navier-Stokes 方程(RANS)计算，采用Spalart-Allmaras 湍流模型，分析了不同叶顶间隙对叶轮气动性能、间隙区域温度场、泄漏涡流及涡轮级性能的影响．结果表明：减小叶顶间隙会出现新的流动特性—逆流现象，表现为叶顶间隙通道内流体流动方向与压力梯度方向相反，即由叶片吸力面侧指向压力面侧，这一新流动特性极大地改变了间隙区域温度场；大间隙造成的气动损失不可忽视，减小叶顶间隙可抑制泄漏涡流强度，提高涡轮效率，从而改善涡轮性能．

蜗壳通常被设计成螺旋状结构，其几何结构的周向不对称诱发蜗壳内部流场周向分布不均匀现象，会对压气机内部流场造成显著影响．采用试验和数值结合的方法，对两种流量工况下离心压气机内部的非轴对称流动特性进行研究．结果表明：压气机轮缘静压在周向上的分布具有与蜗壳内部相同特征的非轴对称形式；下游流场畸变在向上游逆向传播过程中对上游的影响逐渐减弱；叶轮出口轮缘周向的高压区传播至叶轮进口时，与叶轮出口高压区的周向位置存在相位差．在不同流量工况下，轮缘周向静压分布不均导致叶顶间隙泄漏流在周向的分布存在差异．在小流量工况下，泄漏流量呈现先减小后增大再减小的波动分布；在大流量工况下，泄漏流量呈现先增大后持续减小分布．

针对90° V6柴油机强化后振动恶化的问题，对发动机平衡特性与平衡方案进行研究．经过发动机振动烈度台架测试结果校核，运用GT-Crank 建立强化前发动机刚体动力学模型，在此基础上进行强化后模型计算．结合采用被动平衡与主动结构修改两类措施，提出不同的整机振动抑制平衡方案，包括平衡轴方案、错拐曲轴方案和错拐加平衡轴方案，对比分析3 种平衡方案对整机振动的改善效果．结果表明：与其他两个方案相比，在保持柴油机总体型式与参数不变的前提下，采用平衡轴方案能更加有效地改善发动机的整机振动性能，是比较理想的平衡方案．

为加快电控燃油系统高速电磁阀的动态响应速度，降低功耗，提高安全可靠性，提出一种永磁并联磁路高速电磁铁．采用有限元方法，建立高速电磁铁的数值仿真模型，并通过试验验证模型的精度．基于模型对普通E 型高速电磁铁和永磁并联磁路高速电磁铁的电流-位移-力特性及磁场特性进行对比分析，优化初始铁芯结构，揭示不同永磁体高度对电磁力的作用规律和对磁场特性的影响．结果表明：采用永磁并联磁路结构，电磁力得到较大幅度提升，永磁体高度为0.5、1、1.5 和2 mm 时，电磁力最小提升率分别为9% 、16.3% 、21.2% 和23.9%,；同时该结构能有效减小驱动电流和减轻铁芯饱和程度，降低损耗．

采用挂滴法对正常重力下处于亚/超临界压力环境中的不同碳氢燃料液滴蒸发与燃烧现象做了详细的试验研究．采用嵌入液滴内部的热电偶和高速相机分别记录液滴温度变化和液滴发展图像．结果表明：在亚临界压力环境下，液滴燃烧过程具有平衡蒸发阶段，符合准定常假设，但在超临界压力环境下，液滴燃烧过程不再出现平衡蒸发阶段，准定常假设已不成立；液滴燃烧持续时间在亚临界状态下随着压力的增加而迅速减小，此时相平衡控制液滴燃烧速率的大小，但在超临界状态下，液滴与环境气体之间的界面变得模糊不清，燃烧持续时间随着环境压力的增加不再继续减小，而是趋于一稳定值，此时液滴已不存在相变过程，扩散系数开始影响燃烧速率；燃烧持续时间变化趋势在临界压力处的转变反映出临界压力点是判断液滴是否进入超临界燃烧的重要依据，液滴燃烧过程中液滴完全蒸发所占的时间比重在亚临界压力环境下变化不大，而在超临界压力环境下迅速减小，相对更早地完成液滴蒸发．

缸内直喷(GDI)汽油机微粒生成是由于雾化时间短及局部混合气过浓；同时，因为机油不可避免地参与燃烧也导致微粒排放增加．曲轴箱通风中未被油气分离器分离的机油蒸气占据机油消耗量比重较大，理论上这部分机油参与燃烧所产生的颗粒物对发动机最终的微粒排放影响也相应较大．因此，笔者在国产4G75 缸内直喷汽油机上使用EEPS 测定不同机油消耗条件下微粒排放特性，研究不同曲轴箱通风状态下未分离机油对GDI 发动机微粒排放影响规律．结果表明：未被分离的机油消耗量增加导致微粒迅速升高，尤其在怠速工况下显著影响微粒生成质量；随发动机转速逐渐升高，机油消耗量对微粒生成的影响明显降低．

以一台采用电控高压共轨的重型柴油机为样机，分别研究柴油机在冷机起动工况(冷却水温度为24 ℃)和热机起动工况(冷却水温度为80 ℃)的颗粒排放特性．结果表明：冷机起动工况下，颗粒数量的粒径分布呈单峰形态，核态颗粒的数量峰值粒径在20～30nm 之间；热机起动工况下，颗粒数量的粒径分布呈双峰形态，核态颗粒和聚集态颗粒的数量峰值粒径分别在15nm 和130nm 附近．颗粒的粒径小于100nm 时，冷机起动的颗粒数量要远大于热机起动．不论是冷机起动还是热机起动工况，瞬时颗粒数量均先上升、后下降并最后趋于相对稳定．前期起动阶段的瞬时颗粒数量均高于怠速稳定阶段；冷机起动工况下，瞬时核态颗粒和聚集态颗粒的数量大都明显高于热机起动工况．前期起动阶段、怠速稳定阶段和整个起动工况的累计核态颗粒数量，在总颗粒数量中都占有绝对支配地位．

利用球形传播火焰试验和一维平面火焰数值模拟对0.1 MPa、393 K 条件下甲烷-正庚烷混合物的预混层流燃烧特性进行了研究，其中当量比从0.7 到1.5、甲烷含量从0 到100% ．结果表明：随着甲烷含量的提高，甲烷-正庚烷混合物的层流燃烧速度和Markstein 长度首先基本保持不变，呈现出与正庚烷类似的特性，当甲烷含量达到75%时，其层流燃烧速度和Markstein 长度开始不同于正庚烷，逐渐发生变化．结合层流燃烧速度的敏感性分析，对混合物一维平面火焰中主要自由基的浓度和主要基元反应的反应速率随甲烷含量的变化进行了研究，发现当甲烷含量增至75%时，主要自由基(·H、·OH 和·O)的摩尔分数峰值和基元反应(R1 H＋O2＝O＋OH、R24 CO＋OH＝CO2＋H)的反应速率峰值都开始发生变化．

利用三维计算流体力学软件CONVERGE，通过数值模拟方法，系统研究了内部EGR 和喷油策略的耦合控制对汽油压燃(GCI)燃烧模式小负荷燃烧的影响．结果表明：采用排气门两次开启策略引入内部EGR 后，缸内温度得到显著提高；在平均指示压力pi为0.32MPa 的工况下，与单次喷射相比，采用两次喷射可以有效控制缸内混合气分布，提升缸内混合气浓区和高温区的一致性，进而显著提高燃烧效率和指示热效率；随着负荷降低，燃烧效率和指示热效率有所下降，需要提高内部EGR 率和进气压力以保持较好的燃烧特性；在pi约为0.22MPa 的工况下，单次喷射的燃烧效率较两次喷射更高，即随着GCI 负荷的降低，喷油策略应由两次喷射变为单次喷射以控制缸内混合气分布，从而使燃烧得到改善．

在顶置点火定容燃烧弹内加入一个网孔板，采用纹影法和压力采集系统，研究不同初始压力下氢气-空气预混合气穿过网孔时的火焰传播特性以及压力特性．结果表明：火焰通过网孔板时产生射流，网孔间火焰相互干涉，火焰前锋面积增加，诱导成湍流燃烧；相对于未添加网孔板而言，最大燃烧压力值几乎不变，达到最大压力的时刻提前，燃烧持续期缩短；火焰穿过网孔板后，传播速度提高，压力升高率增加；随着初始压力的增加，添加网孔板后的燃烧持续期变化率先增大后减小，在初始压力为0.10MPa 时达到最大值．