采用能量有限元分析（EFEA）并引入车体隔声效应建立高速列车（HST）车厢结构和声腔模型，综合考虑机械激励和声激励源，预测分析车内全频噪声. 通过试验及仿真计算获取模型结构和声腔参数；采用多体动力学仿真、声学有限元法和非线性声学方法求解得到车外激励源，包括轮轨力、二系悬挂力、轮轨噪声和气动噪声. 通过验证激励源频谱结果的声压级（SPL）峰值频率保证激励源的准确性. 将模型参数和激励源施加到车内噪声EFEA模型上，并预测不同区域的车内噪声。将车内声腔各区域的预测与搭载试验车内噪声SPL进行对比，结果显示，仿真与试验车内噪声声压级在分析频段内的变化趋势基本一致，声压级总值（OASPL）误差小于3 dB(A). 由此验证了提出的方法对于HST车内全频噪声仿真预测的有效性和准确性.

选用平均粒径为20 nm的CeO₂纳米粒子，以油酸为表面活性剂，采用两步法配制质量浓度分别为50与100 mg/L的纳米燃油，分别称为Ce50和Ce100燃油；测量柴油和纳米燃油的密度、黏度和表面张力等基础物性参数；在高压共轨喷雾试验台上拍摄燃油射流喷雾发展过程的影像，应用Matlab软件处理影像，得到喷雾贯穿距和喷雾锥角等特性参数. 结果表明：与柴油相比，Ce50和Ce100纳米燃油的黏度分别增加了2.1%与4.7%，密度和表面张力的增加量较小. 在相同喷射压力下的不同喷雾发展时刻，纳米燃油的油束贯穿距大于柴油，喷雾锥角略小于柴油. 在背压为2 MPa、喷射压力分别为80、120和160 MPa时，与柴油相比，Ce50纳米燃油的喷雾贯穿距分别增加了1.4、1.9和2.4 mm，Ce100纳米燃油的贯穿距分别增加了2.9、2.9和3.7 mm. 随着喷射压力的提高，纳米燃油与柴油在喷雾贯穿距和喷雾锥角上的差异增大. 当燃油喷射背压增加时，油束的贯穿距缩短而喷雾锥角增大，不同质量浓度纳米燃油和柴油的贯穿距和喷雾锥角的差异有所减小.

为提高行波保护在同杆双回输电线路上的灵敏性与可靠性，提出一种基于S变换的测量波阻抗比率制动故障识别算法. 利用S变换获取母线电压与线路电流的初始行波相量，据此计算线路测量波阻抗，给出和波阻抗与差波阻抗概念，引入综合和波阻抗和综合差波阻抗. 理论分析表明：当发生区内故障时，综合和波阻抗小于综合差波阻抗；当发生区外故障时，综合和波阻抗远大于综合差波阻抗. 引入比率制动系数，将综合和波阻抗作为制动量，综合差波阻抗作为动作量，建立比率制动保护判据进行区内、外故障识别. 大量仿真结果表明，该算法判据简单，性能可靠，动作灵敏、迅速，基本不受故障初始角、故障类型、过渡电阻、噪声干扰等因素影响.

针对空间35K温区探测器的冷却需要,基于回热器数值计算软件REGEN3.2,成功设计了一台两级高频脉管制冷机.该制冷机采用热耦合的级间布置和惯性管调相方式,其中第二级脉管热端的惯性管和气库置于第一级脉管的冷头下,即冷惯性管,较好地解决了第二级脉管内小声功流条件下相位调节的难题.给出了第二级脉管制冷机的详细设计方法,讨论了第二级回热器填料、长度、充气压力对脉管制冷机性能的影响.计算表明,在80～35K,40Hz下,采用500目不锈钢丝网作为回热器时的制冷性能优于铅丸回热材料,充气压力在1.25MPa下可以获得较好的制冷性能.

针对空间35K温区探测器的冷却需要,结合回热器数值计算软件REGEN3.2的计算分析,自行研制了一台第二级脉管采用低温惯性管和低温气库的热耦合型两级高频脉管制冷机.实验研究了充气压力、工作频率、输入功率等对第二级脉管制冷机性能的影响.实验得到35K下最佳充气压力为1.26MPa,最佳工作频率为40Hz,从而验证了理论计算结果.实验结果表明,在充气压力为1.26MPa,工作频率为45Hz,输入功率为135W的条件下,获得了27.4K的最低无负荷制冷温度；在充气压力为1.36MPa,工作频率为40Hz,输入功率为205W的条件下,制冷机在35K获得了0.45W的制冷量.

基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65K的最低制冷温度.

为了优化热声发动机和脉管制冷机之间的匹配,在流体网络模型的基础上,结合线性热声理论,推导了三管道耦合系统的传输方程,利用DeltaE对耦合系统在不同直径和长度下的压比放大特性和入口所需声功进行了理论计算和对比.各管道采用合适的直径,在行波热声发动机上对管道耦合系统的压比放大特性进行了实验验证.采用RC负载法测量耦合系统末端的声功,研究了在末端不同阻抗下耦合系统的声功输出特性.理论预测和实验结果趋势一致.实验中采用高纯N2作为工质,当工作压力为2.20MPa时,在耦合系统末端获得了1.50的压比;在一定的输出阻抗下获得了105W的输出声功.

设计了一种双振子自走型直线超声电机,电机的定子由2个同轴的对称布置的弯曲摇头型振子和中部带细颈的柔性振动块组成.2个振子的弯曲振动会激励出中间振动块的摇头振动,使驱动头上的质点产生椭圆运动轨迹,与导轨摩擦接触产生自走直线运动.测量得到定子上振动块的局部弯曲共振频率为20 792Hz,定子的弯曲共振频率约为40 420Hz.仿真发现,以振动块的局部弯曲共振模态作为工作模态能够得到更大的振幅.实验结果表明,在该模态频率下,电机可以提供较大的驱动速度,发热很少,较长时间工作仍旧稳定可靠,故被选作工作模态.在40 420Hz附近电机能够驱动,但是振子发热严重,不易稳定工作.当两相驱动信号的频率为20.8kHz、相位差为90°、驱动信号电压的峰峰值为138V时,电机的驱动速度达到598mm/s,电机的最大驱动力达到1.94N.