以N2、CH4、C2H4、C3H8、C4H10、i-C4H10六元混合制冷剂离心压缩机为研究对象,对混合制冷剂用离心压缩机叶轮进行研究与分析,完成冷剂压缩机叶轮及扩压器的一维方案设计和子午流道修正;通过数值模拟方法对改变甲烷含量的六元混合制冷剂在叶轮流动过程中的物性参数变化进行分析,研究六元混合制冷剂中甲烷含量对叶轮出口压力场、速度场及压缩机多变效率的影响。结果表明设计叶轮满足性能要求,混合制冷剂中甲烷含量过多会增加压缩机功耗,降低多变效率,数值模拟结果为叶轮增压过程中的混合制冷剂配比研究提供参考。

采用编程计算与数值模拟对比分析的方法对多元混合制冷剂离心压缩机压缩性能进行了研究;建立了离心压缩机叶轮损失模型并利用MATLAB编程计算不同混合制冷剂重组分配比和不同进口温度下离心叶轮压比及多变效率;通过ANSYS-CFX基于SST湍流模型对相同工况下离心叶轮内部流场及压缩性能进行分析。结果表明数值模拟性能参数变化趋势与编程计算所得结果基本一致,叶轮多变效率随进口温度升高而呈现先升高后降低的趋势;混合制冷剂中重组分的增加会使压缩过程压比升高,叶轮损失减小,叶轮多变效率升高;研究结果可为混合制冷剂离心压缩过程进口参数的优化设计提供理论参考。

提出了一种以低温深冷剂相变制冷为原理的冷屏蔽系统技术，即通过深冷剂的相变制冷使物体表面温度降低从而降低红外辐射特性。据此建立三维立体模型并对模型进行单元传热及流场数值模拟。结果表明，通过控制冷屏蔽系统内制冷剂饱和蒸汽压力能有效控制饱和液体的蒸发温度进而控制系统表面温度，使系统表面温度分布满足低红外辐射特性；分层蓄液方式能够有效提高传热效率，防止由于制冷剂过度集中所引起的传热条件恶化，使表面温度分布更加均匀、稳定；数值模拟方法能够解决冷屏蔽系统相变制冷的理论问题，对系统的实施有重要的指导意义。

应用低温冷屏蔽方法可以降低空间飞行器表面红外辐射强度。建立分层贮液及气流分离空间冷屏蔽系统模型,应用流场数值模拟参数计算对流换热经验关联式并获得不同边界对流换热系数,将对流边界条件代入稳态传热数值模拟过程并得到液相区及气相区表面温度分布规律。建立单元传热试验模型,应用当量分析法对试验模型天地一致性进行分析,结果表明：极端状态下分层贮液高度小于100mm时传热模拟表面最大温度92.9K,流场最大温度107K,试验最大温度180K,受当量辐射影响,试验温度梯度与模拟梯度外形相似但大于模拟温度梯度;试验当量辐射接近1592.6W/m^2,地面液氮维持时间15min,空间维持时间大于30min;分层贮液模型能够使空间飞行器在特定时间段内表面温度低于100K,红外辐射强度低于0.5W/m^2。