为了深入研究气缸充放气过程中气体状态的变化，提出了一种建立气缸充放气二维模型的方法，利用有限体积法和动网格技术对气缸充放气过程进行了计算。数值计算结果与用AMESIM软件计算得到的结果有较好的一致性，证明了本方法的正确性和可行性。该方法可以得到气缸内部和节流口处流场的详细分布，为非定常流场的计算和分析提供了依据和途径。

通过对某型气体调压阀导流器支架部件进行结构与灵敏度分析，确定支架厚度是影响其应力大小的关键因素，且支架在自身质量方面有很大的优化空闻。基于SIMP法对支架进行拓扑优化，在满足材料许用应力的前提下，减轻了支架的重量。通过雷诺数条件选用k—s模型对流场进行分析，优化前后的阀体内部流场未产生不良变化。

微型涡轮是气缸排气能量回收转换装置的核心部件。为了分析不同工作条件下微型涡轮所受压力、扭矩以及蜗壳内的流场分布情况，通过实验及Fluent仿真模拟，深入研究了不同涡轮叶片数量、不同风帽形式下时微型涡轮叶片表面分布压力、扭矩及蜗壳内流场分布情况的影响规律，进而设计一种使涡轮叶片所受压力均匀，产生大扭矩的微型涡轮结构，并给出了涡轮叶片数量与所受压力及所输出扭矩的函数关系，为进一步微型涡轮发电系统集成奠定了理论基础。

设计了一种复速级冲击涡轮式气启动马达，满足工程车辆、煤矿车辆频繁启动及防爆等需求。介绍了其涡轮工作原理和具体结构组成，分析了其涡轮驱动的流场情况，研究了其输出特性。在流场分析基础上，对马达输出的扭矩和机械功率进行了实验研究。结果表明：复速级冲击涡轮式气启动马达输出扭矩与转速呈现较好的线性关系，调速幅度宽，符合实际应用要求。

结合空气压缩机的结构特性设计一种管道压力反馈式空压机,可以有效降低能耗。利用Fluent软件对管道压力反馈式空压机主管道和测压管内压力分布进行数值计算。研究表明:喷嘴直径越小,在主管道及测压管内形成的负压越大;测压管直径对喷嘴和主管道内的压力分布影响较小;测压管与主管路夹角越小,喷嘴进气形成的高压区位置越低;喷嘴与测压管相对位置越小,测压管内的压力就越大。喷嘴直径为15 mm,测压管直径为10 mm,测压管与主管路夹角为45°,喷嘴与测压管相对位置为0时,测压管压力系数最小,节能效果最好。

建立了锥阀的三维几何模型，基于RNG K-ε湍流模型，采用SIMPLE算法对两种不同锥角的水压锥阀的三维流场进行了数值模拟分析，总结了不同操作条件下两种锥阀的流场特性。模拟结果显示，锥阀内有明显的双蜗旋流动，出口压力的变化对内部静压力影响显著，而对湍动能的影响则较小。

研究锥形滑阀的过流面积特性并从微观的流场控制角度出发采用流场仿真软件FLUENT对该形滑阀的流场特性如压力场、速度场、涡旋分布等进行可视化研究并分析滑阀阀芯开度对流场分布的影响以及流场分布对滑阀液动力的影响。此研究将有助于在更深层次上认识该型滑阀流量特性以及流场分布规律并对滑阀设计起到一定的指导作用。

利用计算流体动力学(CFD)技术对液压锥阀流场内部流动情况进行了数值模拟.针对阀口附近压力梯度大、速度突变的特点通过对该区的流线、流型及压力分布情况进行分析发现由于高速流动和流体脱离而产生的低压区以及旋涡流动是阀内气穴产生的根本原因.该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法以及对液压元件的气蚀、噪声控制都具有重要的参考价值.

利用CFD分析软件对W305型液力变矩器的内部流场进行了仿真计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于仿真计算结果重点分析了导轮内流场的速度和压力分布情况并将导轮内流场计算结果与试验结果进行了对比分析结果表明流场计算结果具有较高的精度。

为了抑制阀口气穴，选择了几种不同的阀芯形状，建立了直动式纯水溢流阀动态特性的数学模型，利用Madab软件仿真分析了其动态性能，得到了影响其动态性能的主要参数，从而获得了优化的阀芯结构、形状和尺寸。