基于一种直动式海水液压溢流阀的结构以及数学模型展开了相关的数值分析.首先,采用现代控制方法获得该阀的状态方程,并结合经典工程控制理论获得溢流阀的传递函数模型;其次,采用Routh稳定性判据对阀的稳定性做出了判定,并做了相对稳定性分析;最后,通过仿真分析获得了该阀的动态特性曲线以及上升时间等动态特性参数,同时对阀在脉动流量输入条件下的动态性能进行了仿真.仿真分析结果表明,该海水溢流阀稳定性能满足要求,且有比较强的环境适应性.

针对海水液压介质的特点,对直动式海水液压溢流阀的关键技术问题进行了分析,设计了一种直动式水压溢流阀.该阀的额定压力为14 MPa,额定流量为25 L/min.通过采用平板式阀口、增设阻尼器、阻尼杆与阀芯接触处设置球面结构,在阀芯柱面上开直槽以及合适的选材等方面提出了解决气蚀、振动和调压精度等问题的措施,建立了该阀的数学模型,在仿真分析的基础上,得到阀的主要结构参数即介质、运动质量、阻尼以及管路容积对阀动态响应特性的影响.仿真结果表明该阀具有较好的动静态性能.

针对硬岩掘进机在掘进过程中切割硬岩地质会产生强冲击振动的工况,分析了液压系统中的先导式溢流阀的数学模型,建立了该阀在强振动环境下的动力学仿真模型.获得不同工作条件下,先导式溢流阀先导阀芯的动力学行为规律.仿真结果表明当系统稳定时,先导阀芯受干扰小,系统会衰减振动至稳定;但当干扰幅值超过临界值时,系统会进入极限环的吸引域,产生周期性振动;通过增加先导阀阀口直径、弹簧刚度和减小先导阀半锥角,可增强溢流阀的抗干扰能力.

结合水的理化性质,研发了一种插装式直动水液压溢流阀.该阀的阀芯采用箭头状补偿结构,阀口采用二级阀口.基于CFD(计算流体力学)方法,研究了阀口结构参数对其水力学特性的影响.建立了该阀的数学模型,研制出试验装置,对其静动态特性进行了仿真与试验研究.研究结果表明箭头状补偿结构、合适的阀芯锥角及二级阀口能有效地提高溢流阀的性能,所研制的水液压溢流阀静动态性能良好.

针对液压激振系统中存在交变压力的情况,为研究交变压力下先导式溢流阀的响应特性,对先导式溢流阀进行理论分析和AMEsim仿真分析,并进行试验对比研究.结果表明：交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增加系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大.通过减小主阀芯上腔容积、降低油液黏度和增大阻尼孔直径,可减小主阀口异常开启量.试验结果与仿真分析基本一致,验证了仿真分析的正确性与可靠性.

针对供热空调工程中的闭式水循环系统,从敏感度出发提出了系统稳定性的一种评价方法.该方法有三个评价指标:某支路阻抗变化对其他支路流量影响的总和α;某支路的流量受其他支路阻抗变化的影响总和β;各支路β(或α)的平均值γ,反映了各支路间调节干扰的强弱.运用该方法对异程系统和同程系统进行了稳定性分析,得到如下结论:异程系统,愈往网路末端,支路的稳定性愈差;同程系统,网路中部支路的稳定性最差.同程系统的稳定性总体上不如异程系统.

研究了集成化计算机辅助制造的定义(IDEF)方法在制冷系统仿真中的应用.用信息论的观点,借用IDEF方法对制冷系统进行了分析,建立了系统仿真所需的功能模型和信息模型,采用ICOM码表管理系统中的所有参数,然后结合相关的数学模型,更好地实现了仿真目的,并为后续整个制冷CAD系统的开发奠定了基础.

讨论了微型热声热机中气体工质在非等截面的多孔填料回热器中的压缩性,指出表征热声热机热声效应的热函数和粘性函数以及由热声效应所产生的平均功流均与工质在多孔填料中的压缩性虚部相关.理论研究表明,通过改变填料的特征尺寸就可以达到改变工质压缩性虚部的目的,进而可以获得最大的热声效应所产生的功流.

针对PDMS（二甲基硅氧烷）液体变焦透镜在使用过程中常会发生边缘脱落从而影响透镜性能甚至毁坏整个器件的问题，提出了一种基于单点金刚石切削和软刻蚀工艺的双腔体可调焦透镜模型，该模型相比仅由单PDMS腔体和PDMS薄膜粘合的结构，能有效防止在大变形条件下变形膜边缘脱落，从而更大可能地保证透镜正常工作．测试结果表明：相比于单腔体的模型，该透镜在保留可调焦透镜性能的同时，具有更好的工作稳定性．

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的金属双极板的压缩密封结构,提出一套泄漏率理论预测方法.该方法以基于粗糙间隙流动数值分析的泄漏机理模型为基础,耦合了粗糙元微观力学变形特性分析和橡胶垫片宏观力学变形特性分析,由于不依赖任何经验参数,因此可以定量评价各种因素对密封结构密封性能的影响,包括密封材料的长期应力松弛行为.与已有实验研究相比较,所提出的泄漏率预测模型具有较高的精度.根据进一步的计算分析,为维持长期泄漏率在20 mL/s以下,密封结构参数可参考如下方案双极板粗糙度低于15μm,硅橡胶平垫片邵氏硬度在50~60范围内,初始压缩率在15%以上.研究结果可为PEMFC密封结构设计提供理论指导.