滤毒罐内装填滤纸和活性炭具有多孔介质特性,为了研究活性炭层内流场结构,提高活性炭利用率,采用三维纳维-斯托克斯方程和RNG(Re-normalization group)k-ε湍流模型求解,主要研究了气流流量、活性炭层厚度和上网板开孔方式对滤毒罐气动特性的影响。通过对活性炭层气流速度和滞留时间的分析,能够确定活性炭层优先流和死区的位置。研究结果表明,数值模拟与实验结果符合较好;活性炭层厚度减小时,滤毒罐整体通气阻力减小,气流在滤毒罐外侧滞留时间增加,滤毒罐中间部分气流速度增加。当上网板开孔数量和分布方式变化时,对弧形滤毒罐的通气阻力和气流分布影响较大。

气动喷砂是涂塑复合管道生产工艺中最关键的步骤之一,内部流场特性严重影响着喷砂的质量,提高管道内部流场介质的动量是保证喷砂质量的最有效途径,因此对探究不同喷砂条件下管道内壁流场介质的速度变化显得尤为重要。基于计算流体力学的方法,选择了遵循欧拉-拉格朗日计算方法的DPM离散相模型,利用FLUENT软件对几种不同管径、不同喷射角度下的管道内壁气动喷砂两相流场的静压力和速度分布进行了数值模拟。结果表明:随着加工管件的管径增大,在管件内部流场中气相速度降低,其对固体颗粒的加速作用减小,使得固体颗粒速度也逐渐减小;随着喷枪的喷射角度增加,固体颗粒与管件内壁的碰撞次数增加,固体颗粒速度逐渐减小,但冲蚀磨损区域更集中,冲蚀率逐渐增大。结果为选择合理喷砂工艺参数达到最优的喷砂效果提供了一定理论支持。

超高建筑的气动特征是影响建筑本身结构荷载的重要因素，也是影响建筑舒适性的关键，现有的建筑气动特征分析大多基于主分量方法，导致特征向量分解不准确，且特征模态交叉.为解决上述问题，提出了关于超高建筑气动特征的独立分量分析方法.方法是将超高建筑气动特征视为包含若干特征信号组成的混合信号，对其进行独立分量的分离处理.首先，将混合信号做白化操作，能够提高算法的执行效率.再引入信息熵，利用混合信号符合高斯分布的特性，将问题转化成分离非高斯分量，并设计了相应的目标函数用于判断分离条件.最后通过迭代处理得到独立分量.通过仿真，分别得出了各阶特征所占比例，以及随建筑高度变化对阻力、升力和扭矩的影响，根据实验结果，验证了独立分量分析方法对于超高建筑气动特征分析的有效性.

尾座式无人机垂直起降,没有多余机构重量,飞行效率高,受到人们广泛关注。在垂直起降阶段和模式转换阶段,该机型螺旋桨高速旋转产生的诱导气流作用在机体上,产生较大的气动影响。一般尾座式无人机建模方法常常忽略该诱导气流气动力,或者采用平板假设经验公式计算诱导气流气动力,带来较大误差影响模型精度。因此,提出利用计算流体力学计算无人机完整的气动参数的方案:将机体分为滑流区和非滑流区分别计算气动力,滑流区的气流速度大小采用轴向动量理论来计算。最后,结合实时仿真平台和机载飞控计算机,实现了尾座式无人机从起飞到降落的整个飞行过程的半实物仿真,验证了模型的正确性,为该机型无人机的研制和实际飞行调试提供了理论指导。

研究电机断条故障信号检测，有利于设备的安全高效运行。为了准确检测电机断条故障，提出了一种基于改进布谷鸟优化搜索路径方法和差量分析的故障检测算法。改进布谷鸟算法克服了转子断条故障易发生误判且检测效率低下的问题。差量分析能够消除基波分量等对故障谐波的干扰，简化频谱分析。结合两者的优点，将健康信号与故障信号相位差最小准则作为改进布谷鸟搜索算法的约束条件．估算出基波参数及相应表达式并将其进行消除。模拟和实测数据的处理结果表明，所提方法有助于断条故障的准确检测。与传统分析检测方法相比，断条故障检测识别性能得到提高。

保证机床设备的加工精度是实际生产过程中最为重要的目标。立柱作为机床主要零部件,在保证加工精度的情况下,减轻立柱自身重量,降低制造成本也是必要的。立柱的静、动态性能直接决定着立柱结构影响的加工精度。采用灵敏度分析和结构优化设计相结合的方法,以某型号加工中心立柱的静、动态性能不降低,立柱自身质量减轻为优化目标进行分析,同时找到立柱结构中较敏感的若干参数。由于优化目标和优化参数较多,导致计算量大幅增加,所以采用受问题条件限制的影响较小、适应性能强的蒙特卡罗法进行计算分析。分析结果显示,立柱结构的静、动态性能保持基本不变,自身质量明显降低。优化分析结果表明,灵敏度分析和结构优化设计相结合的方法能快速有效的找到敏感参数,对于控制静、动态性能,降低立柱质量是很有效的。

在每次磨削加工前，需对超精密纳米磨床进行对刀，每次对刀过程耗时较长，反复装夹时需多次对刀，且结果存在人为误差，精度难以保证。因此在磨削成形阶段对误差的控制和面形精度的分析，是提高小口径非球面磨削加工效率的关键。首先根据磨床的结构特征，运用多体系统理论和位姿特征建立了通用误差模型。在此基础上结合实际加工曲线方程，忽略模型中出现的所有二阶小量，建立了基于主要误差源的实用小尺寸非球面误差模型。然后用MATLAB软件计算出主要误差源对面形误差的传递函数，并对主要误差因素进行仿真，分析对比结果表明，机床x方向的对刀误差和圆弧半径误差是影响面型精度的主要因素，最后对主要误差因素利用MATLAB程序提出了新的测量辨识方法，反求得最优解的误差值，为后续的补偿加工实验提供了数据支持。

针对某轿车排气系统背压过高的问题，搭建了排气系统流场和噪声测试平台，通过实验测试了排气系统不同工况下的背压，噪声和温度。建立了该排气系统有限元模型，利用测试的参数设置了边界条件，对排气系统的流场进行了计算分析，得到了排气系统不同工况下压力和流速分布图，并且根据计算的结果对该排气系统结构进行了优化。通过测试发现，优化后的排气系统在最大噪声值仅增加2．4dB（A）的情况下最大背压值减少5．9kPa，满足了设计要求。

有限元仿真被广泛应用于航空薄壁结构件加工变形的预测分析，针对现有3—2—1约束原则建立仿真边界条件时存在众多的问题，提出了接触单元约束边界条件法（接触边界法）。基于接触边界法建立有限元预测模型，并引入实测初始残余应力对工件加工变形进行了仿真预测。为验证接触边界法的准确性，选取工件展开了铣削加工及变形测量实验，结果表明仿真与实验变形在变化趋势及变形值上均具有很好的一致性，从而验证了接触边界法的可靠性。利用接触边界法建立的有限元模型对加工后的工件残余应力场进行预测，结果表明：通过变形和残余应力重分布会使加工后工件内部残余应力场达到新的平衡；对于薄壁结构件，材料大量去除后，残余应力值明显减小。

针对损伤保持架振动信号的无冲击特性、非平稳性和故障特征难以提取的问题,提出了基于改进小波包系数熵的损伤程度识别方法。用小波包分解保持架损伤信号获得小波包系数并求小波包系数熵,将小波包系数熵作为特征向量输入支持向量机（SVM）的来识别保持架损伤程度。为提高小波包系数熵的特征敏感性,对小波包系数矩阵元素值和小波包系数概率分布的区间进行修改。最后对正常轴承、保持架点蚀、保持架裂纹和保持架断裂的振动信号进行实验分析,实验结果表明：修改后的小波包系数和区间能有效避免小波包系数概率分布集中;当等分区间数相同且小于170时,与小波包系数熵与SVM结合的方法相比,该方法对保持架损伤程度的识别率更高。