为了有效地将湍流燃烧复杂的物理化学信息嵌入到物理信息神经网络（PINNs），选取湍流燃烧模拟中的2个典型场景案例，即刚性常微分方程ROBER问题及稳态射流火焰混合分数方程求解，探索PINNs在燃烧化学微分方程计算中的应用潜力. 结果表明，对于零维刚性反应系统，利用PINNs模型可以较好地捕捉到系统的演化过程；对于稳态射流火焰，PINNs的预测解与传统的数值解有较好的一致性. 残差点的选取对于燃烧化学领域内的复杂微分方程求解尤为重要，应基于具体的构型详细考虑.
为了及时解决打印过程中的拉丝异常工况，提出基于振动信号的熔融沉积成型(FDM)3D打印拉丝缺陷正交分析方法. 开展单因素试验，对加速度振动传感器采集的信号进行时域分析，提取相关峭度、峰值因子和脉冲因子特征值，确定喷头温度、回抽距离、回抽速率和空驶速率4个打印参数与零件拉丝缺陷的关系. 在单因素试验的基础上进行四因素三水平正交试验，以提取的振动信号时域特征值为评价指标，通过极差与方差分析对试验数据进行分析. 试验结果表明，利用该方法可以对拉丝缺陷进行识别，其中在使用材料为PLA的情况下，回抽距离和喷头温度对零件拉丝缺陷的影响显著，空驶速率和回抽速率影响不显著，当喷头温度为190 ℃、回抽速率为50 mm/s、回抽距离为12 mm、空驶速度为50 mm/s时，打印模型的拉丝情况最好.
基于镧改性锆钛酸铅陶瓷(PLZT)的光电效应，提出具有倾斜下电极的新型光电-静电复合驱动器，通过闭环控制仿真研究该驱动器的驱动性能. 构建光照和光停阶段光电-静电复合驱动器的数学模型，对所构建的光生电压数学模型进行参数识别. 建立光电-静电复合驱动器输出位移的闭环控制模型，对不同辐射照度下具有不同倾斜角下电极的驱动器进行位移闭环控制仿真分析. 结果表明，当目标位移和辐射照度一致时，具有倾斜下电极结构的光电-静电复合驱动器输出位移的响应时间约为平行下电极结构的45%. 光电-静电复合驱动器输出位移的响应时间与辐射照度和下电极倾斜角成正相关变化，输出位移的控制精度与辐射照度和下电极倾斜角成反相关变化.
为了研究仿生肌肉绳索驱动下肢康复机器人使用安全性的评价方法和指标，基于Hill肌肉模型，给出仿生肌肉绳索模型，介绍仿生肌肉绳索驱动下肢康复机器人（BM?CDLR）. 在康复机器人的刚性运动支链的运动规划和力学分析的基础上，定义了安全性能因子. 考虑不同患者的运动承受能力和刚性运动支链滑块运动速度的波动性，提出康复机器人的使用安全性评价指标. 通过实例分析验证了使用安全性评价方法的合理性.
为了研究飞沫在大巴车中的扩散特性并揭示病毒的传播规律，以空调开启状态下的大巴车为研究对象，通过对车内流场结构的分析，应用拉格朗日方法对位于车内前部、中部、后部的患者咳嗽产生飞沫的扩散过程进行计算，获取飞沫的传播路径、浓度分布、逃逸速率等扩散特性参数. 根据飞沫中病毒颗粒数量，结合Wells-Riley方程对车内乘客的感染概率进行预测. 研究结果表明，飞沫在舱内的分布特性与患者位置、回风口位置、气流组织等因素密切相关；与位于后部患者相比，前部患者会使更多的乘客面临较高的感染风险；位于飞沫扩散路径且距离患者三排以内的乘客感染概率均高于30%.
为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料，用二甲基咪唑钴(ZIF-67)作为Co源前驱体，通过一步水热法制备Z-CoS2-MoS2/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料，研究微观结构和电化学储锂性能. 结果表明，与采用CoCl2作为钴源制得的CoS2-MoS2/rGO相比，Z-CoS2-MoS2/rGO复合材料中CoS2粒子有着更加细小和较均匀的粒径，很好地分散在MoS2和rGO表面，形成了相应的异质结构. 作为电化学储锂电极材料，Z-CoS2-MoS2/rGO的可逆比容量可以达到1 092 mA·h/g，经900次循环后在500 mA/g电流密度下保持了941 mA·h/g的储锂可逆比容量，显示了稳定的充放电循环性能. Z-CoS2-MoS2/rGO优异的电化学储锂性能主要归因于该双金属硫化物复合材料具有较多的电化学储锂电极反应电对以及复合材料中CoS2纳米颗粒、MoS2纳米片和rGO之间均匀的复合及所形成的异质结构.
为了研究有机污染场地原位热传导热修复过程中地层温度的时空分布规律，基于典型场地建立水-汽-热耦合输运模型，通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台对原位热传导修复过程中的土壤温升进行数值模拟研究，预测得到温度、水相及蒸汽相浓度分布随时间的变化规律. 利用文献中的单根加热棒加热场地实测数据对模拟结果进行对比验证，通过参数化分析探究土壤孔隙度、水饱和度及毛细作用力对土壤温度时空分布的影响. 结果表明，大孔隙度和水高饱和度将导致土壤温升减慢，这是由于大量热量用于液态水蒸发过程. 毛细管力会强化液态水输运，增大蒸发速率．
为了对太阳能发电厂储罐结构设计和储热系统进行建模，基于XCT技术，在真实三维体重建的基础上，利用有限元模拟的方法，研究3种不同粒径配比的储罐基础内的堆积陶粒在熔盐泄露后的热物性，分析微观结构并估算导热系数. 探究熔盐泄露后对熔盐罐地基内堆积陶粒热物性的影响. 3种工况下熔盐泄露后的堆积陶粒的孔隙体积分数分别为30.1%、30.7%和29.9%，导热系数的有限元模拟结果分别为0.505、0.476和0.478 W/(m·K). 熔盐泄露后，孔隙体积分数降低了50%以上，导热系数提高了4.0~5.0倍.
针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰，易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题，设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器. 针对摩擦非线性，利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象，提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测. 针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数，设计参数自适应律进行估计. 利用前馈补偿的方法，对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿，设计鲁棒项克服系统的其他扰动. 利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性. 实验结果表明，提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性，跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.
针对机器人加工系统的误差累积问题，提出逐级闭环优化策略. 构建以激光跟踪仪、机器人基坐标系和末端工具坐标系组成的核心闭环，以激光跟踪仪、末端工具坐标系、视觉测量坐标系和工件组成的辅助闭环，以激光跟踪仪、视觉测量坐标系和末端工具坐标系组成的相关性闭环. 基于3个闭环独立优化，构建神经网络模型，以数据驱动的方式融合闭环优化结果，提高系统闭环优化的稳定性. 仿真实验结果表明，利用该方法有效地减小系统累积误差，提高机器人末端工具的定位精度，有助于指导后续的样机实验和加工应用.
采用焓降法和表面热流法，分别对实际运行的蒸汽热网特性进行现场测试，分析得到热网散热损失特性和组成特征. 结果表明，运行工况和蒸汽状态对焓降法在评估供热管道散热损失中的准确性具有重要的影响. 所测热网的实际散热热流密度达到135.66 W/m2，其中管道保温散热为67.67 W/m2，约占49.88%；蒸汽流动阻力损失占14.98%，支架、弯头、疏水器等局部散热占35.14%. 基于实际管损与热网冷凝散热损失的关系，定义热网冷凝损失系数. 建立基于热网散热损失的管损模型，结合实际测量数据，得到该热网的冷凝损失系数为0.16.
利用理论方法，提出切向应变率二维与三维概率密度函数（PDF）之间的关系. 基于3种不同湍流强度的自由传播预混火焰直接数值模拟（DNS）数据库，建立人工神经网络（ANN）和随机森林（RF）模型，从低维量预测三维切向应变速率. 机器学习模型的输入特征包括组分质量分数、二维火焰面法向量梯度和二维速度梯度张量. 模型预测结果与DNS结果对比表明，理论模型预测的PDF与DNS的真实PDF吻合较好. RF模型的预测值与DNS实际值间的相关系数大于0.97，优于ANN模型. RF模型得到的PDF与真实PDF间的误差小于理论模型得到的PDF与真实PDF间的误差. RF模型能够由低维量准确预测三维切向应变率.
利用自主开发的在线监测系统，在50 kW的下行炉探究2种生物质秸秆与神府烟煤掺烧的结渣特性. 结果表明，随着生物质秸秆的掺烧，灰渣的稳定厚度增加，稳定热流减小. 当掺烧玉米秸秆质量分数为0%、6.7%、15%、22%时，相应的灰渣稳定厚度为1.37、2.51、5.21、5.38 mm，稳定相对热流密度为0.44、0.42、0.37、0.35. 当掺烧花生秸秆质量分数为6.7%、15%、22%时，相应的灰渣稳定厚度为3.37、3.89、5.33 mm，稳定相对热流密度为0.39、0.36、0.30. 利用热力学计算软件Factsage进行化学平衡计算发现，随着秸秆掺烧比例的增加，灰中熔融相的质量分数增加. 用4种结渣指数对生物质掺烧结渣进行预判，碱酸比的预测最准确.
为了探究影响液态金属磁流体发电机空载电压的因素，建立发电通道三维流动模型. 采用计算流体力学（CFD）技术，研究发电通道入口速度、磁感应强度、通道宽度、通道高度、液态金属类别对空载电压的影响. 考虑哈特曼层电流回流现象，通过添加绝缘块，对发电通道装置进行结构改进. 从改进后的磁流体速度分布和电流密度变化两方面，分析空载电压优化机理. 结果表明：空载电压与入口速度、磁感应强度、通道宽度成正比，与通道高度无明显关系，但是通道宽度越大，空载电压相对误差越高；高密度、低电导率的液态金属会降低空载电压. 发电通道改进前，空载电压的相对误差为12.3%；改进后的发电通道，空载电压比改进前提高13.3%，相对误差降至0.6%.
为了测定直埋电缆回填土的导热系数并探究导热系数随水质量分数的变化规律，采集浙江省境内掩深为0.7~1.2 m的5种土壤，分别配制了水质量分数为0%、5%、10%、15%、20%和25%的充分压实的试样，利用热探针法测试了各试样在(20±1) °C时的导热系数. 结果表明：不同土壤的导热系数随水质量分数递增最快的区间不同，如粗骨土为10%~15%，潮土为15%~20%，红壤为20%~25%；水质量分数超过20%后，水稻土、红壤和黄壤的导热系数随着水质量分数递增，粗骨土和潮土的导热系数减小；不同土壤的导热系数差别较大，如粗骨土的导热系数是相同条件下黄壤的2倍左右.
以亚硫酸镁模拟氧化镁湿法脱硫浆液对NO2进行吸收，考察不同操作条件下的NO2吸收效率及吸收液中主要离子的分布情况. 结果表明，O2对吸收过程的影响很大，NO2主要通过与SO32?之间发生的链式反应在液相中产生SO42?和NO2?，O2会与NO2发生竞争作用，极大地消耗了SO32?，导致脱硝效率迅速下降. 抗氧化剂邻苯二酚的添加可以抑制SO32?的氧化，且添加的浓度越高，抑制效果越好. 溶液的pH值主要通过影响S（IV）的存在形态来影响吸收反应，当pH值较低时，吸收反应的速率降低，且在酸性条件下，NO2?易发生歧化反应转化为NO3?. NO2?的累积将会在一定程度上降低NO2的吸收，其他阴离子NO3?、SO42?及Cl?对NO2的吸收无明显影响. 金属阳离子例如Mn2+及Co2+会加速SO32?的氧化，在一定程度上影响NO2的吸收.
以水泥炉窑氮氧化物（NOx）脱除为研究对象，分析烟气温度、入口NOx质量浓度、氨氮摩尔比（NSR）、催化剂装载量和积灰时间等对选择性催化还原脱硝技术(SCR)性能的影响，研究水泥炉窑SNCR-SCR联合脱硝工艺. 依托浙江省某水泥熟料生产线，通过在已配套的SNCR脱硝装置后端引入SCR反应器深化烟气脱硝过程，建立体积流量为10 000 m3/h的SNCR-SCR联合脱硝系统. 结果表明，在烟气体积流量为10 000 m3/h，入口温度为340 °C，入口NOx质量浓度为200~320 mg/m3的条件下，选择NSR为0.85~1.00、催化剂用量为8.1 m3时，SCR处理系统出口NOx排放质量浓度为23.4 mg/m3，氨排放质量浓度为0.98 mg/m3，SCR系统脱硝率可达90.4 %. 中试实验NOx的排放质量浓度、氨排放质量浓度均远优于《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915—2013）的规定，证明可实现水泥炉窑烟气氮氧化物的超低排放.
为了研究高反照率屋顶这一城市降温技术对夏季城市热岛效应的缓解作用及对空调制冷负荷的影响，以夏季高温频发的杭州市为例，选取2017年7月22日—28日作为典型高温时段，采用中尺度天气预报模式（WRF）耦合考虑建筑物能量交换的多层城市冠层参数化方案（BEP+BEM）进行数值模拟. 结果表明，反照率为0.85的屋顶使城市区域日均降温0.37 °C，城市热岛强度减小0.21 °C，城市热岛效应得到了一定程度的缓解，空调制冷负荷降低约5.3%；建筑物密集的商业区的降温和节能效果均优于低密度居住区；屋顶反照率与城区2 m气温及空调能耗均线性负相关.
为了建立准确的阻尼器出力模型，在Bingham黏塑性模型的基础上增加线性弹簧单元描述磁流变液的黏弹塑性. 以双出杆剪切阀式磁流变阻尼器为研究对象，将上述模型引入多场耦合仿真中，结合磁场仿真得到的非均匀动态磁场，可得磁流变液的表观黏度分布，处理得到阻尼器在不同的输入激励与电流下的动态特性. 研究结果表明，相较于并联本构，依据串联本构建立的磁流变阻尼器仿真模型与试验结果具有更好的一致性. 根据理论与仿真分析各结构参数对阻尼器磁场及阻尼器出力及其可调范围的影响，计算各参数对阻尼器出力的灵敏度. 结果表明，阻尼间隙与活塞直径对阻尼器的出力影响较大，其中活塞直径的影响最大，峰值灵敏度指标与均值灵敏度指标分别为84.66%和94.51 N.
提出基于整机空间动力学预测模型、以移动结构件质量为设计变量的多目标匹配设计方法. 基于机床移动件的工作行程构建整机工作空间，运用正交试验法进行空间位姿试验设计，建立整机空间固有频率预测模型；在工作空间内对机床进行动力学性能的灵敏度分析，识别动力学的最优位姿和最差位姿；以最差位姿机床固有频率为优化目标，采用多目标质量匹配法对移动部件的质量进行最佳分布设计；重新计算优化后机床的固有频率，通过频率响应分析，比较优化前、后机床在最差和最优位姿下的动力学性能. 结果表明，经过多目标质量匹配优化后，机床的固有频率得到了提高，刀尖节点的最大频响振幅明显降低，机床的整机动力学性能有了较大程度的改善.
