利用Pavlov管和电导探针分别测量含小颗粒（Stokes数小于1.0）的连续气液固三相喷射环流反应器内轴向液速和气体体积分数分布. 提出大气泡-小气泡-浆态相三相流体力学模型，以模拟三相喷射环流反应器的流体力学行为，对大气泡相和小气泡相分别考虑尾涡加速和气泡阻碍效应并修正其曳力. 对于上升区和下降区，流场模拟结果均与实验结果较吻合. 利用模型预测不同固体体积分数下的气体体积分数与轴向液速分布，结果表明，在考虑的固体体积分数范围内，气体体积分数随固体体积分数增加而下降，液体循环速度随固体体积分数增加而略有上升，其原因主要是反应器内平均气泡直径随固体体积分数增加而增大，进而导致气泡浮升速度加大并增强周围流体的加速运动.

对离心泵水力效率及高效区相对宽度的优化计算方法进行研究，在水力损失模型的基础上提出基于近似模型的多目标优化计算方法. 以中开多级离心泵的优化设计为例，基于水力损失模型进行设计变量灵敏度分析，选出关键设计变量. 分别利用水力损失、完全二次响应面（RSF）、径向基高斯响应面（RBF）和克里金响应面（KRG）4种近模型优化离心泵的关键设计变量，分析4种效率优化计算方法的精确性和有效性. 结果表明：基于理论公式计算的第1种优化方法耗时少，但结果误差较大；后3种优化方法基于计算流体动力学（CFD）数值仿真分析，结果准确，其中RSF模型的结果最精确且计算时间较短. 比较3种不同近似模型的计算精度，RSF的计算结果最精确，RBF结果次之，KRG结果最差. 在设计流量下，基于RSF的Pareto最优解的扬程为83.77 m，效率为77.26%，基于RBF的Pareto最优解的扬程为83.09 m，效率为76.63%.

为了解决三维造型中的曲面拼接问题,提出基于空间趋向曲线的网格曲面拼接方法.该方法有效地结合边界曲面的延伸信息,简单高效地构造光滑的过渡曲面；通过对两待拼接曲面边界点参数归一化,由参数聚类,建立曲面边界之间的匹配点对关系；在每对匹配点对之间构建由Bézier表征的空间趋向曲线,使空间曲线在对应点对上与待拼接曲面保持二阶连续；对空间趋向曲线族进行离散化和三角化,得到光滑的过渡曲面.结果表明,与其他传统方法比较,该方法在曲面拼接应用中具有高效可靠的优势.

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性；最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.

为了研究横梁位移控制和引伸计控制对材料拉伸试验结果的影响，以应变强化9%的奥氏体不锈钢S30408为研究对象，在20 ℃和-196 ℃下采用2种控制模式进行拉伸试验，并通过有限元模拟比较2种控制模式对拉伸结果的影响.结果表明：当横梁位移控制时，试样的实际变形速率小于引伸计控制时试样的变形速率，且标准中的修正公式不能有效消除由于变形速率引起的误差.在20 ℃时，横梁位移控制代替引伸计控制可以满足工程精度要求；在-196 ℃时，两者差异较大，建议采用引伸计控制.