在直通型迷宫密封的基础上对静子边界进行改进,设计矩形凹槽、前置矩形凸起、后置矩形凸起3种矩形结构迷宫密封结构,采用CFD三维分析的方法,研究各迷宫密封在不同压比、转速下的泄漏特性,并分析流场内部轴向压降、速度场、湍动能耗散率及流线等情况,探讨密封的流动机制。研究结果表明:压比对迷宫密封封严性能的影响很大,随着压比的增加,迷宫密封的泄漏量逐渐增大,而转速对迷宫密封封严性能的影响很小;矩形凸起结构具有更低的泄漏量,且其泄漏量随压比的变化更不敏感,能在更宽域的压比范围内稳定的工作,其中前置矩形凸起型结构具有最优的密封效果。在静子上设置矩形结构能破坏气体流动的边界,强化湍流效果,增加湍动能耗散,从而有效降低泄漏量。

利用流体动力学计算软件Fluent,应用RNG k-ε模型和SIMPLE算法,研究了迷宫密封内部的三维流场。对比分析了有圆形凹槽和无凹槽两种结构迷宫密封内部的流场情况,并对齿尖的左侧、右侧、双侧进行切角改变齿形结构,研究其泄漏特性。研究结果表明:有圆形凹槽结构的迷宫密封的泄漏量小于不含凹槽结构的泄漏量;对齿尖进行右侧75°切角时能使气体能量快速耗散,有利于减小迷宫密封的泄漏量。

提出了一种D形杆式支撑换热器，采用CFD方法对其进行模拟研究，并比较分析了D形杆和普通圆杆对换热器流动与传热性能的影响，同时还考察了D形杆排布方式对换热器性能的影响。结果表明：D形杆支撑结构能够有效改善换热器壳程内速度场与温度场的协同性，其换热器性能明显优于普通圆杆支撑换热器；D形杆排布方式不同时，D形杆-2排布方式下换热器壳程性能明显优于D形杆-1；D形杆-2排布方式下，较圆杆支撑换热器壳程传热系数、压降、综合性能均有较大提升。计算结果为杆式支撑换热器强化传热性能的研究提供了理论依据。

针对两种不同剪裁方式（60°、90°）布置的六分螺旋折流板,建立无密封条和存在密封条的换热器壳程侧模型;采用CFD分析软件借助数值模拟的方法,研究密封条及密封条结构改变对换热器壳程侧流动和传热的影响。结果表明：密封条的存在能够有效的提高壳程侧的换热系数,对90°扇形剪裁方式布置的六分螺旋折流板换热器壳程的影响较60°明显;在壳程侧换热系数增加的同时,壳程压降也随之增大。密封条宽度与间隙比值越大,壳程侧的换热系数越高;当比值为94.1%时,壳程单位压降换热系数较无密封条时增加（8.05～17.8）%。

基于AMESim仿真软件与中继阀的物理结构特点，提出了锥形体积等效方法，使膜板变形体积在建模过程中得到充分考虑。通过建立详细仿真分析模型，对中继阀的动态特性及关键参数影响进行了系统研究，仿真计算结果表明，仿真模型预测值与试验数据能较好地吻合，充分验证了模型的有效性，对产品结构优化有重要指导意义。

基于流体仿真软件，并结合中继阀的物理结构，详细介绍了阀类运动部件的动态仿真分析方法，解决了传统试验手段无法实现内部流场测试的局限性问题。根据实际工况的边界条件，采用动网格技术，搭建了中继阀的三维仿真模型。通过仿真分析计算，得到了各腔室的压力实时变化曲线及运动部件的位移，有助于更直观的了解中继阀动态工作特性，对其结构性能分析有一定的指导意义，为产品开发、改进优化提供了快速、有效的验证手段。