为了研究航空活塞发动机增压系统在不同飞行高度下的控制策略，以ROTAX914发动机为目标，基于GT-Power建立两级涡轮增压耦合机械增压系统模型，并进行了试验验证。在3000m到20000m之间选取不同飞行高度，设定目标进气压力，通过调节涡轮旁通阀，得到高低压级压气机最佳压比分配控制策略。在10000m以内，仅使用机械与高压级复合增压即可满足性能需求，在10000m到20000m采用机械与可调两级涡轮复合增压，随着高度的增加，低压级涡轮旁通阀开度逐渐关闭，低压级在总压比分配中的比例逐渐升高，至15000m完全关闭，15000m后，高压级涡轮旁通阀逐渐关闭，高压级增压比逐渐增大，至20000m完全关闭，增压系统达到最大增压能力。

云是大气辐射系统中重要的组成部分，尾迹云通过自身的直接作用以及改变自然卷云的间接作用，对地球的辐射强迫超过了常规的二氧化碳，由于尾迹云资料的稀缺性，结合卫星云图识别尾迹云具有重要意义。结合目前高效的卷积神经网络和高分辨率静止卫星数据，首先获取两个红外通道的亮温差值图像，其次制作像素级别的尾迹云分割标签之后使用U-Net网络对卫星云图中的尾迹云进行训练和测试。将像素级纬度和尾迹云特征级纬度相结合，有效缓解原有样本量不足的问题，同时，提高了识别尾迹云算法的泛化能力。）综合上述结果分析得到，基于卷积神经网络模型识别卫星云图中飞机尾迹云，可以为之后结合卫星云图研究尾迹云，从而判断其对全球气候的影响提供了一种思路。

针对全球航空非挥发性颗粒(nvPM)排放分布问题，开展了2005年全球航空nvPM排放清单以及排放分布预测研究。首先，通过一种基于卷积神经网络(CNN)排放指数预测模型、发动机排放数据库(EDB)、航班信息的全球航空nvPM排放计算方法，预测了2005年全球航空nvPM质量、数量排放，并绘制了排放分布图，预测结果表明巡航阶段排放的nvPM质量、数量占比最大，占总质量、数量排放的61.33%与71.59%。其次，通过替换传统燃料为FT1、FT1混合燃料、FT2、FT2混合燃料，比较了采用芳烃、硫含量低的替代燃料(SAF)与传统燃料对nvPM质量、数量排放的影响，得到了使用替换燃料后质量排放大比例降低、数量排放降低的结果。

动态规划是解决混合动力系统最优控制问题的一种广泛应用的算法，但插值误差和维度灾难等问题尚未完全解决。针对插补误差问题，提出了一种自适应调整方法，该方法以极小的驾驶循环精度为代价以求得无理论误差的数值解。此外，提出了一种动态等效消耗因子计算方法，用于分析电池组储能品质的变化和电机瞬时等效消耗。在采用行星齿轮机构的混合动力系统模型上验证了改进算法的有效性。结果表明，所建立的多维动态规划算法具有相对稳定的节能能力。在4个试驾循环中，油耗差距最大为3.2%。此外，自适应调整方法产生的原行驶工况与新行驶工况之间的最大差异仅为0.29‱。

本文分析研究了一种高空长航时无人机用航空活塞发动机的多级增压系统，该发动机通过高性能单级涡轮增压发动机进行改型设计，提高了发动机的工作升限。采用了机械加涡轮复合多级增压系统匹配方式，研究解决了发动机在高低空运行时存在涡轮增压器压气机运行点不匹配的问题，并提出改型方向，可用于后续研究工作的开展。

冷火焰对先进低温燃烧 (LTC) 内燃机 (ICE) 的性能和排放具有重要影响，其中液体燃料在比传统柴油内燃机更低的环境温度 (Tam) 下更早地喷射.然而，ICEs条件下喷雾燃烧的冷火焰特性尚未完全了解，例如冷火焰对喷雾点火和火焰稳定的影响尚未得到很好的研究。在本文中，使用来自大涡模拟的数据和改进的基于欧拉的传输概率密度函数亚网格燃烧模型。 LES 结果和实验数据在喷雾液体穿透长度、蒸汽燃料穿透长度、平均压力上升曲线和火焰升空长度方面获得了很好的一致性。结果表明，喷雾点火过程中的 CFWP 促进了富燃料和冷反应混合物的点火，由于温度和浓度的空间分层以及湍流混合，导致最具反应性的混合物向富燃料位置转移。结果，与均匀混合物中的点火相比，可以缩短高温点火（HTI）。在 Tam = 800 K 时，随着 CFWP 向喷头区域传播，HTI 内核始终如一地形成。然而，随着 Tam 的增加，HTI 内核和 CFWP 前沿之间的空间相关性减弱。另一方面，湍流混合（使用局部标量耗散率量化）在较高 Tam 下对 HTI 内核的形成贡献更大。目前的结果表明，CFWP 在喷雾点火过程中较低的 Tam 更深。最后发现冷火焰主要以点火波传播模式从喷雾上游区域向下游区域传播到预反应的富燃料混合物中，而点火辅助火焰模式则出现在燃烧热的喷雾上游区域的释放可以忽略不计。

通常航空活塞发动机 (APE) 驱动的通用航空(GA)飞机目前在全球范围内正正向增长。为了缓解化石燃料的匮乏，替代燃料被广泛鼓励用于促进绿色通用航空的发展。本研究旨在研究典型航空煤油 (RP-3) 及其戊醇混合物（体积分数为 30%）在航空压燃式发动机中的适用性，并比较它们与基准柴油在不同条件下的燃烧性能和排放特性差异。燃烧参数包括在改变曲柄转角(CA50从9到15度ATDC扫略)下的缸内压力、放热率、点火延迟、燃烧持续时间、指示热效率 (ITE) 和指示燃油消耗 (ISFC)。RP-3/戊醇混合物的ITE比柴油高4.2%-5.0%，并比RP-3高2.6% -3.4%。混合燃料的ITE改善是由于点火延迟的增加和燃烧持续时间的缩短。此外，本研究定量分析了不同燃料燃烧下的颗粒物（PM）排放的数目浓度、几何平均直径（GMD）、及尺寸分布特征。 RP-3/戊醇显着降低了PM的数目浓度，其抑制效果能使PM分别比 RP-3 和柴油降低了 50% 以上和两个数量级。戊醇混合物中PM排放的显着改善，是由于缸内燃料预混合和蒸发状态的改善而致使随后的均质燃烧。此外，三种燃料的 PM 排放对不同的喷射时刻表现出不同的敏感性。随着喷射时刻的延迟，柴油和 RP-3 的 PM 因点火延迟延长和缸内温度降低而明显下降，但由于凝聚态 PM 的增长，RP-3/戊醇的PM几乎保持不变。

基于三维模拟平台对氨-柴油双燃料发动机开展燃烧与排放特性的仿真研究，明确了氨比例以及柴油喷油时刻对燃烧过程及污染物排放的影响规律，研究结果表明：由于氨较低的火焰传播速度以及较高的着火温度，氨比例的增大使得燃烧始点和放热重心都不断滞后，同时未燃氨增加。在保证热效率的条件下，氨的比例在40%-50%之间时获得较好的燃烧与排放性能。氨比例从10%的增加到70%时，一方面由于燃烧温度下降不利于热力型NOx生成，另一方面过量的氨也促进NOx氧化，进而NOx排放下降32.3%。同时由于含氮自由基对于微粒前驱体生成的抑制作用，使得微粒排放大幅度降低，但是会造成HC、CO和未燃氨排放增加。当喷油提前角为40°CA BTDC时，缸内混合气分布均匀，获得最优排放效果，同时热效率基本保持不变。相较于初始状态微粒、HC、CO和氨排放分别下降59.6%、67.1%、78.2%、14.3%，但由于缸内燃烧温度提高使得NOx排放恶化。

根据柴油机固有油耗/排放特性曲线，以发电机组排放、油耗和功率调节时间为优化目标，提出了一种基于遗传算法的大型邮轮发电优化控制策略，以carnival vista邮轮为例对该优化策略与平均功率分配控制策略进行了比较，优化后的船舶发电机组调度策略在减少NOx排放、降低功率调节时间方面有着较好的表现。

转盘发动机功率密度高、体积小、结构简单等优点，其在增程式电动车领域有着较好的应用前景。使用GT-Power热力学仿真软件建立了转盘发动机的以为热力学仿真模型，并对缸压曲线进行了标定。通过分析转盘发动机的工作原理及可变压缩比和可变正时的变化规律，得出了凸轮相对转角对活塞运动规律的影响。利用一维仿真模型，分析了凸轮相对转角对发动机换气过程及发动机性能的影响。在本研究所选取的凸轮相对转角变化范围内，随着θ的上升，发动机的换气过程有了一定程度的改善，给气比先增加后降低，在θ=7°时最高增加了3.5%。ISFC呈现先不变后增高的趋势，相较于没有相对转角，ISFC在θ=10°时升高了3.5%；IMEP呈先上升后下降的趋势，相较于没有相对转角，IMEP在θ=4°时最高上升了3.3%。