建立多级不可逆耦合制冷系统的一般循环模型，探讨热阻和热漏等不可逆因素对其循环性能的影响，以制冷系数为目标函数，对制冷循环系统的性能进行优化分析。导出制冷 数与比制冷是的基本优化关系，确定最大制冷系数及其对应的比制冷率，并对其它优化性能作了分析讨论。

基于玻色气体的热力学性质和回热式布雷顿制冷循环的不可逆模型，导出循环的一些重要性能参数，如循环的制冷量、回热量、输入功和性能系数的一般表达式。通过数值计算获得了循环的一些重要的性能特性曲线，分析了循环的不可逆性和回热特性对玻色布雷顿制冷机性能的影响。

基于回热式不可逆布雷顿制冷循环模型，导出循环的制冷率、性能系数和输入功率等一些重要性能参数的一般表达式及制冷率和性能系数之间优化关系所满足的方程，研究回热和各种不可逆性对其优化性能的影响，讨论了循环的优化运行区间及其性能界限，确定了最佳传热面积。通过数值计算分析了设计参数对循环的制冷率、性能系数和输入功率的影响。

基于不可逆布雷顿制冷循环模型,导出循环制冷率和性能系数之间优化关系所应满足的方程,利用数值解,研究内不可逆性和传热不可逆性对优化性能的影响.讨论了循环的各种优化性能,所得结果对实际制冷系统的优化设计有一定的指导意义.

基于量子主方程和半群逼近研究以谐振子系统为工质,由两个等温和两个等谐振子数过程组成的不可逆谐振子量子制冷循环的一般性能特性,导出了制冷循环的制冷系数、制冷率、输入功和熵产率等重要参数的一般表达式.并详细讨论了高温极限下谐振子量子制冷循环的优化性能,导出了最大制冷率和相应的制冷系数.所得结论可为非常规工质低温制冷循环的优化设计提供理论基础.

基于理想费米气体的状态方程,建立以理想费米气体3He为工质的布雷顿制冷循环模型,导出循环的输入功、制冷系数和制冷量等重要参数的普遍表达式.对几种有趣的情况作了详细的讨论.确定了布雷顿制冷循环正常运行的压强比界限.

从铁电体的极化强度一般表达式出发，应用有限时间热力学理论，探讨阻和回热损失对铁电体斯特林制冷循环性能的影响，导出最大制冷率及其相应的制冷系数。所得的结果对此类制冷循环的研究提供新的理论依据。