在确定不锈钢在液氮中沸腾换热系数的基础上，结合其在低温下的物性参数，利用有限元分析软件ANSYS对一低温阀门在正常运行和冷态试验状态下的温度场进行模拟与分析。针对冷态试验情况下填料函处出现冻结的问题，提出在阀杆处添加绝热层的方案，继而通过进一步的模拟计算预测了其改进效果。

研制了中国首台高温超导磁储能直接冷却系统，该系统不使用低温液体（液氦、液氮）。在10^-3Pa的真空度下，高温超导磁体线圈由1台单级GM制冷机从室温293 K冷却到19 K．Bi2223电流引线由另一台制冷机冷却到77K以下。整个系统在通140A直流电流的时候产生了4．5T的磁场。系统连续运行480h（20d），磁体和低温系统各参数动态特性良好。实验研究表明，控制系统的漏热，优化磁体内部导冷结构，有效减少热传导部件的接触界面热阻是制冷机直接冷却高温超导磁体的关键技术。

为了对一种新型吸收-压缩复合制冷循环的性能进行模拟,使用Visual Basic语言自行编制了一个程序。该程序模拟了发生温度、蒸发温度、冷凝温度、加热量、制冷量对系统性能的影响,并将其性能与传统蒸气压缩式制冷循环作了对比。模拟结果表明：当发生温度升高时,新循环的制冷系数先增大后减小;当蒸发温度升高或加热量增大时,新循环的制冷系数增大;当冷凝温度升高或制冷量增大时,新循环的制冷系数减小。在大部分假定工况下,新循环的制冷系数比传统蒸气压缩式循环的高10%以上。新循环的提出不仅能够大幅度减少空调电力负荷,还为太阳能等低品位能源的高效利用提供了可能。

为了确定应用于三级自动复叠系统的混合工质，说明了混合工质组分确定的方法，并据此为一台设备选取了R134a／R23／R14／R50作为制冷剂。通过提出了一些理想状态假设之后，简化制冷剂在制冷系统中的循环过程。忽视非必须制冷剂R50对系统的影响，认为系统中只有R134a／R23／R14进行制冷循环。利用串联热平衡法计算了各组分的循环流量，以R14的循环量作为对比单位，与实验得出的最佳配比进行比较。通过分析误差原因，指出了在实际设备制造过程中根据计算结果确定混合工质配比的可行性。

基于氨/二氧化碳复叠系统理论循环,研究了低温级蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发换热温差对各过程损率、循环效率和COP的影响。低温级蒸发温度升高,蒸发过程损失减小明显,循环效率和COP增加;低温级冷凝温度升高,循环效率和COP均呈先上升后下降趋势,最优的冷凝温度为-10℃;冷凝蒸发换热温差,对循环效率和COP具有重要影响。

建立了考虑热漏、热阻及回热损失等主要不可逆因素的铁电致冷不可逆回热循环模型，针对回热不平衡的两种情况，导出了致冷率与致冷系数间的基本优化关系，其结果反映了实际致冷机观测性能的主要特征。分析了热漏、热阻以及回热损失对致循环性能影响的本质差异。

针对常规兵器气候环境模拟试验的特点，对应用空气制冷和蒸压缩制冷的经济性，从几个方面进行了对比分析。提出合理的对比方法，并通过理论分析、计算和实例说明了这两种制冷方式在气候环境模拟试验设备中应用的优缺点。

以辐射制冷器级间纤维支撑系统为研究对象,介绍了一种新型支撑方式,进一步解决了纤维支撑系统的工程化应用。利用Ansys有限元软件对系统进行准静态结构强度分析,并获得纤维绳的预紧力。设计加工了一套试验件,经力学振动试验,验证了纤维支撑系统结构设计和分析方法是合理的。该系统的一阶固有频率达120 Hz以上,被吊装的二级组件约2 kg,为研制更大冷量的辐射制冷器奠定了技术基础,也为多元多组件红外探测器提供一个稳定的低温平台。

采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,质量净流量不为0,净流量方向从压缩腔流向背压腔,会造成活塞在工作中向压缩腔偏移。分析结果显示压力波和间隙宽度对泄漏量的影响较大,随充气压力、压比以及间隙的增大,泄漏量增加;活塞运动对其影响较小,当活塞位移波与压力波的相位差小于90°时,相位差增大,泄漏量增加,活塞频率增大,泄漏量增加。

随着国际空间与地面制冷技术的不断发展,对液氦温区甚至超流氦温区的冷环境需求场合越来越广。针对目前国外在深低温超小型节流制冷器方面的研究已经开展并取得可观成果,介绍了有关J-T节流的原理、J-T节流制冷机的结构等有关知识,概述了当前国外10 K以下温区J-T节流制冷机的应用情况,对液氦温区J-T节流制冷机的发展前景进行了展望。