由于高速列车气动载荷是隧道会车时列车行车安全的重要因素之一而其在实车试验中又难以测量提出采用基于计算流体力学的数值模拟方法.通过空气动力学仿真获取列车的表面压力分布对列车压力和粘性力积分合成得到列车的气动载荷即阻力、侧向力、升力、侧滚力矩、点头力矩和摇头力矩.全面分析了气动载荷的构成和变化特点及其在不同速度下的变化特性.结果表明列车隧道会车时气动载荷主要是由压力构成;列车在隧道会车时气动载荷出现剧烈波动;气动载荷的幅值与速度呈二次函数的变化规律.研究结果可为列车系统动力学分析提供气动载荷依据.

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能对干扰具有较强的性能鲁棒性系统跟踪幅值为0.09 m频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时最大绝对跟踪误差为1.51 mm标准跟踪误差0.72 mm。

低压涡轮是航空发动机的重要部件，其效率变化对发动机推（功）重比、耗油率有显著的影响，因此，为提高航空发动机性能的研发，有必要对低压涡轮内部流动及换热特性进行全面细致地研究。采用气热耦合计算流体动力学（Computationalfluiddynamics，CFD）计算方法，对某航空发动机低压涡轮高空低雷诺数下的流动特性进行深入研究，分析雷诺数对低压涡轮效率、流动特性的影响。结果表明随着雷诺数（Re〈2×10^5）的增加，附面层分离损失不断降低使得低压涡轮效率单调增加。

伺服阀的性能是影响高精度气动精确定位系统性能的决定性因素。为了提高气动系统性能，改善伺服阀的性能至关重要。分析一种新型的高精度气动伺服阀的结构特点，建立其状态空间模型，设计数字控制器并进行仿真。仿真结果表明：该数字控制器是有效的，显著改善了气动伺服阀的动、静态性能。

基于Wilson法，用美国可再生能源实验室开发的s系列新翼型S833、S834、S835和三者的组合翼型来设计叶片，不同翼型连接处采用MATLAB程序语言的样条差值和曲线拟合法进行过渡修正，以满足气动连续性要求。在叶片设计基础上，分别计算了单翼型和复合翼型叶片的气动性能；利用有限元分析软件ANSYS建立了风轮的三维实体模型。结果表明：复合翼型叶片在较宽尖速比范围内比其它几种单翼型叶片的功率系数大，利用ANSYS软件建立的风轮实体三维模型，为风轮的结构动态及载荷等问题的进一步分析提供了技术基础。

坡口机是金属管件端面焊接前进行坡口加工的专用设备。针对现有国内外小口径管件坡口机加工效率低、自动化程度不高、管件上下料手工操作劳动强度大的问题，设计了一种新的复合式全自动坡口机。该坡口机不仅能够对三通的3个端面同时坡口，还能够实现三通的自动上下料，既满足了三通高质量坡口的要求，又能使其操作简便，性能稳定，自动化程度高。

不考虑连杆和转轴以及叶尖损失的影响，采用雷诺平均Navier—Stokes方程和k-ω SST湍流模型对直叶片垂直轴风力发电机风轮进行二维数值模拟，考虑风轮处于不同来流风速时，三叶片与五叶片风轮流场分布及压力场分布的异同。为后续研究提供良好的指导方向。

为获得高升阻比、低噪声水平的风力机翼型将气动噪声引入到风力机专用翼型的设计中。为评价翼型气动噪声水平对翼型自身噪声进行讨论和研究应用NASA基于大量试验而得到的翼型自身噪声模型进行建模。采用型函数扰动法对翼型廓线进行表示以翼型自身噪声水平作为优化目标将气动特性作为性能约束建立翼型的优化设计模型。设计过程中采用XFOIL获取翼型边界层参数及对翼型的气动性能进行评价。将流场求解程序和直接优化方法相结合采用复合形法进行搜索寻优用Matlab编制优化程序。以NACA 4415作为原始翼型进行优化设计得到一种具有高气动性能、低噪声水平的风力机专用翼型。

选取S818叶片翼型进行二维几何模型，采用适合翼型流动的Spalart—Allmaras湍流模型，对base翼型和95％弦长处带Microtab的翼型进行数值模拟分析，得到在不同攻角下的升阻比、表面压力和速度矢量图。从流场计算结果看出95％弦长处带microtab的翼型在0°到12°攻角范围内气动性能有明显提高；带micromb的翼型改变了后驻点位置，使其出现在了microtab末端，增加了气动曲面环量，从而增加了翼型升力。

为了研究垂直轴风力机的叶片气动性能利用流固耦合法模拟了垂直轴风力机在实际工况下的气动载荷分析模拟结果表明由于翼型后部较薄受到的变形应力最大.为了避免因叶片变形而引起风力机整体气动性能下降提出了通过加大翼型后部厚度的方案来提高叶片的强度并通过数值模拟对改进后的翼型做了气动性能分析得出了适当的增加翼型后部厚度并不会对翼型气动性能造成太大的影响验证了此方案的有效性.这些研究结论为今后垂直轴风力机的设计制造提供了一定的参考依据.