建立了不同吹扫模式下碘化氢(HI) 分解膜反应器有限时间热力学模型，将吹扫气流率、反应进口压力、渗透膜厚度、反应器长度作为决策变量，以HI 转化率最大、H₂ 回收率最大、总熵产率最小为目标开展多目标优化。通过研究发现，在给定的决策变量变化范围内HI 转化率和H₂ 回收率最大两者具有一致性，但两者无法与总熵产率最小同时达到最优；相比顺流吹扫模式，逆流吹扫模式下Pareto 前沿目标值均具有较高的HI 转化率和H₂ 回收率。使用不同的决策方法选取最优解，顺流模式下的TOPSIS 决策点和逆流模式下的LINMAP 决策点具有较小的偏差因子可作为反应器参数设计最优解。

共底贮箱是低温推进剂贮箱的理想形式之一，其两侧低温推进剂的无损贮存是亟待解决的关键技术。本文结合已搭建的液氧/液甲烷零蒸发共底贮存实验装置，建立了零蒸发共底贮存系统冷屏仿真模型。针对非稳态流动传热过程中温度的位变与时变特性，提出了温度离散系数，其相比不均匀系数更适用于评价非稳态流动传热过程中冷屏的热均匀特性。结果表明，采用蛇形盘管的冷屏在非稳态过程中具有良好的热均匀性，冷屏最大温度离散系数为3.85%。

高功率电子芯片的安全运行需要高效的散热技术。流动沸腾换热由于高换热系数受到广泛关注。为精确模拟微通道内流动沸腾复杂两相流过程，本文提出了耦合VOF 方法的在相界面处迭代求解能量源项的相变模型。针对单微柱微通道内流动沸腾换热过程进行了数值模拟，分析了瞬态两相流过程及温度场演变规律，查明了热流密度及进口过冷度的影响机制。结果表明，由于局部蒸汽的覆盖，不同工况下微通道内流动沸腾存在热阻的转折点，高热流密度对应更高的气泡生长速度和成核面积，高过冷度会延缓转折点，但整体热阻将升高。

针对除霜控制方法的自适应性需求，本文提出一种制热能力衰减(Degradation of Heating Capacity，DHC) 方法识别结霜状态，并基于全连接神经网络(Fully Connected Neural Network，FNN) 分类模型开展除霜效果水平预测研究。结果表明：在空气源热泵的监测案例中，所提出的DHC 方法能有效识别结霜状态，且在测试集中FNN 分类模型对除霜效果水平识别的准确率达到91.43%。与原始除霜控制方法相比，整个供暖季的除霜频率、热量损失和功耗损失分别降低66.3%、1775 MJ和1829 MJ，同时季节性能参数SCOP 提高8.6%。研究结果为ASHP 系统的除霜控制方法在实际运行中的实施与优化提供了一条有效途径。

将直接空气碳捕集(Direct air carbon capture, DAC) 与可再生综合能源系统(Integrated energy system, IES) 结合，是实现区域碳中和的有效途径。合理的配置方法是系统稳定、灵活、经济与零碳的前提。常规配置方法无法反映DAC 吸附、解吸的动态CO₂ 传质特性以及能耗特征差异，导致非最优或不可行的配置方案。为此，本文构建了面向配置的DAC 模型以反映其动态运行特性，在此基础上以包含投资成本、运维成本、可再生能源削减惩罚以及负碳排环境效益的年总成本为目标函数，建立DAC-IES 配置模型，获得各设备的最佳容量与协同运行策略，揭示间歇波动供能背景下DAC 的灵活运行机制。案例分析验证了所提出的配置方法的有效性与优越性。结果同时表明，DAC 系统灵活运行能够实现与可再生能源更好地协调与更经济地碳捕集。

通过化学链方法使用氧载体中的晶格氧进行甲烷的部分氧化反应制合成气，可以实现高的产物选择性。本文采用溶胶凝胶法制备了氧载体La_1−xSr_xFe_0.8Al_0.2O₃ 用于甲烷化学链干重整反应，使用热重和固定床反应器对不同比例Sr 掺杂氧载体的反应性能进行测试。实验结果表明La_1−xSr_xFe_0.8Al_0.2O₃ 中x=0.4 的氧载体氧容量高达1.88 mmol·g⁻¹，反应性能优异，同时积碳量较少。进一步对氧载体La_0.6Sr_0.4Fe_0.8Al_0.2O₃ 进行了20 次循环稳定性测试，发现氧载体保持优异的氧化还原性能，实现了61.2% 的甲烷转化率，97.1% 的CO 选择性，1.81 的H₂/CO。氧载体的表征结果显示，反应前后氧载体的微观形貌以及晶相结构均未发生改变。本文的结果表明La_0.6Sr_0.4Fe_0.8Al_0.2O₃ 是适用于甲烷化学链干重整反应的高性能氧载体。

卡诺电池(CB) 是可同时实现储电和余热回收利用的新兴储电技术。当前耦合余热卡诺电池(TI-CB) 仅在充电环节利用余热，余热利用不充分。本文提出一种全时段耦合余热的卡诺电池系统(DTI-CB)，通过将余热与有机朗肯循环(ORC) 耦合，实现余热与卡诺电池全时段高效集成，并对其热–经济性能进行评估。相比TI-CB 系统，DTI-CB 最高可提高95.67% 的发电能力和降低30.90% 的平准化度电成本；相比ORC 发电和CB 独立系统，DTI-CB 在高负荷条件下具有更高的热经济性优势。

建立卡琳娜–有机朗肯联合循环模型，以联合循环热效率为优化目标，以部件结构参数为优化变量，在换热器总传热面积一定的条件下，结合构形理论和有限时间热力学, 对其进行构形热力学优化。在相同条件下比较联合循环与单一卡琳娜循环和单一有机朗肯循环的最优性能。结果表明：与初始设计点相比，优化后的联合循环热效率提高了40.83%。与卡琳娜循环和有机朗肯循环相比，联合循环的净输出功率分别提高了49.89% 和66.82%，而联合循环的热效率分别提高了57.76% 和降低了4.69%。所得优化结果可为低温余热资源利用系统的优化设计提供参考。

基于量子对应态原理并考虑氢同分异构体之间的结构差异，建立了适用于预测低温正氢与仲氢输运参数的数学模型，明确了对比黏度和对比导热系数与对比德布罗意波长之间的线性关系，并使用所建立数学模型预测了正氢与仲氢的黏度与导热系数。通过对计算结果的检验分析，发现量子对应态原理方法可以较准确地预测温度20∼100 K 及压力0.01∼10 MPa 范围内正氢、仲氢的黏度及导热系数。压力对模型的预测精度影响显著，当环境压力小于1 MPa 时，对应态原理预测误差基本控制在6%以内。进一步修正模型中的物性常数修正有望提高对应态原理预测精度。

构建高效制冷循环是发展高效制冷系统、实现制冷行业节能减排的核心内容。传统制冷循环构建往往基于专家经验，构建的制冷循环性能因人而异，且难以获取全局最优结构。基于图论和换热器分离的方法，本文提出了含引射器的制冷循环自动构建方法，确定了引射器结构和引射式循环构型的数学化描述，建立了引射式循环的构建算法，并应用所提方法构建了适用于冷冻温区的引射式两相回热循环。结果表明：相比于经典的引射器回收膨胀功循环，能效比提升23%。

作为㶲的衍生概念，能质和能量品位的应用近四十年来在热科学领域的实践中取得了巨大的成功，然而其概念和计算并未得到全面的厘定，相关应用的总结和归纳在文献数据库中也十分鲜见。本文基于文献调研，首先对能质和能量品位的概念历史发展进行了梳理，后对其概念计算方法及相关基准问题进行了说明，最后对该概念衍生的分析方法及其应用进行了介绍。另外，本文还对热力学语境下的能势概念进行了初步的整理。本文清晰展现了能质、品位和能势领域研究的历史和进展，有助于对相关概念的厘定和思考。

本文研究了不同端基聚合物下聚环氧乙烷(PEO) 和双(三氟甲磺酰亚胺) 锂盐(LiTFSI) 固体聚合物电解质的离子扩散系数和热导率，并对其结构性质进行了分析，以研究离子输运和热传导机理。结果表明，以端甲氧基聚环氧乙烷为基体电解质具有较好的离子传输性能，因为更多的自由锂离子能够传输。然而，其导热性质更差，因为声子谱转移到更高的频率，这表明高频声子散射的增强导致热导率降低。这些结论对PEO-LiTFSI 电解质设计有着很好的指导意义。

本文基于准稳态计算模型，提出了一种精馏型自复叠制冷系统降温速度的优化方法。以最大制冷量为优化目标，得到给定混合工质浓度时降温过程最佳吸气压力曲线，采用分段调节吸气压力的方法来匹配该曲线，从而减少降温时间，在此基础上可进一步优化混合工质浓度提高降温速度。该方法应用于箱内空气温度由20°C 降至−100°C 的试验箱降温过程，采用摩尔比例为0.35/0.25/0.15/0.25 的R50/R1150/R290/R600a 混合工质，结合最优吸气压力切换参数：两个切换温度(−20°C 和−105°C) 和三个切换压力(700 kPa、600 kPa 和550 kPa) 可以达到最短的降温时间。研究结果还表明不同蒸发温度区间所需的最优浓度不同，在降温过程中调节工质的浓度，则可以减少降温时间。该优化方法可为其它混合工质制冷系统降温过程研究提供参考。

质子交换膜燃料电池广泛应用于电动汽车领域，流场设计对于电池性能具有重要影响，本文通过三维多相多物理场数值模拟，研究了三种不同流场对电池内部气体分布、温度分布以及除水性能等的影响。结果表明，开槽的流场设计能够显著强化肋下的横向传质，相比平行流场，其气体、温度、电流密度、液态水分布的均匀性有明显改善，性能有所提升。

最佳热化系数可指导热电联机组容量配置，实现热电联产经济效益的最大化。本文提出了考虑变负荷能耗特性的技术经济最佳热化系数确定方法，建立热电联产系统变工况分析模型，计算获得了案例机组的变负荷能耗特性，优化得到了技术经济最佳热化系数。结果表明：不考虑、考虑变负荷能耗特性的技术经济最佳热化系数分别为0.750、0.702，不考虑变负荷能耗特性年节约费用的偏差达22.0%，考虑变负荷能耗特性后可获得更加精准的热电联产技术经济效益。

建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源–热沉集成模型，基于构形理论，给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件，以液冷通道数及其半径为设计变量，研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响，获得了不同液冷通道截面积占比下的最优构形。当通道截面积占比和通道数给定时，均存在最优的圆心距使得热源–热沉整体的散热性能最优，但对应两个指标的最优圆心距不同。给定通道截面积占比时，无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道数的增加而降低；给定通道数时，无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道截面积占比的增加而降低。本文所得研究结果可对圆柱器件高效冷却的热设计提供理论指导。

统计和分析了2023 年度国家自然科学基金委员会工程热物理与能源利用学科(E06) 自然科学基金的申请、受理、评审和资助情况。介绍了2023 年度学科面向加强“双碳” 目标在能源和动力领域开展的战略研究与立项工作。介绍了学科2023年度亮点资助成果和2024 年度工作展望。

为降低数据中心(DC) 冷却系统的能耗和水耗，在机械制冷和直接新风冷却的基础上提出了一类耦合天空辐射制冷(RSC) 的DC 冷却方案，并研究了相应的系统构型和运行策略，建立了相关的数学模型。将冷却方案模拟使用在位于西安的一个模块化的集装箱DC 上，对其节能节水效果和环境经济效益进行了评估，还对冷却方案在中国10 个典型城市的地区适应性进行了分析。结果表明：所提出的耦合冷却方案(CM) 与机械制冷(MCM) 相比，冷却系统节能减排率达到了55%，与主流的新风加湿冷却(OAHM) 相比提高了5.2%，同时水耗降低了18.7%；相比于MCM，CM 在各城市的节能减排率在42.9%∼78.1%之间，体现出良好的节能节水效益。

环保工质R1234ze(E) 和R600a 作为潜在的理想替代工质，其在工程实践中的应用离不开准确的传热数据支撑。本文在已有的R1234ze(E) 和R600a 实验数据的基础上，通过反向传播(BP) 人工神经网络模型分别发展了传热系数预测模型，其预测效果优于文献中的经典传热模型。同时为拓展模型的预测能力，本文还基于R1234ze(E) 和R600a 发展了一个更为通用的BP 传热预测模型，对R1234ze(E) 的预测结果的ARD 为4.08%，AARD 为8.46%，λ10% 为70.2%，对R600a 的预测结果的ARD 为−3.59%，AARD 为6.98%，λ10% 为76.4%，对于6 篇文献数据的预测结果的ARD 范围为−17.9%~26.8%，AARD 不超过27.6%，λ30% 不低于60.0%，由此可见该模型具有一定的预测精度和普适性。

在核能主动热利用领域，需要高温热管具有较大的长度并保证均温性，然而现有对高温热管的研究集中在热管性能的理论预测和较短的高温热管预研方面。本文首先制备了67 倍长径比高温热管，理论分析了其冷态启动特性，并对其冷态启动和稳态传热性能进行了实验研究，提出了可以发挥其优良传热性能的加热方式；进一步制备了200 倍长径比高温热管，定性验证了其良好的传热性能，定量实验研究了其冷态启动过程，并发现了超长高温热管喉部区域的热量传递规律。

军事目标的红外辐射特征取决于红外大气窗口的发射率和目标温度水平。传统红外隐身涂层在全红外波段保持低发射率但并不能通过非大气窗口辐射散热。本文利用深度神经网络设计出一组由锗、铂、硅顺次排列，可用于兼容辐射散热的红外隐身多层薄膜结构。分析表明：该结构在3∼5 μm 和8∼14 μm 的红外大气窗口探测波段中具有0.20 和0.23 的低平均发射率，而在5∼8 μm 的非大气窗口波段中具有0.87 的高平均发射率，可兼容辐射散热，并且该兼容性对偏振和方向不敏感。该薄膜结构光谱选择性的微观机理可归因于锗层的选择性透过、铂–硅–钛合金形成的Fabry-Perot 共振，以及铂层和钛合金基底的本征吸收。

针对轴流涡轮通流设计求解过程复杂和对设计经验依赖多等问题，提出了一种展向等密流通流设计方法。以E3 涡轮为例论证该方法的优势。结果显示，通流设计与三维CFD 模拟的参数展向分布基本一致。新设计方案通过调整密流的展向分布削弱了第一级动叶根部的二次流损失，进而使涡轮效率提升0.5%。提出的通流设计方法在提升计算稳定性、降低时间成本和提高涡轮气动性能等方面体现出一定的优势，能够切实应用于轴流涡轮设计。

建立了由MgH₂ 和Mg(OH)₂ 组成的绝热储氢反应器二维轴对称数学模型，提出了夹层式反应器结构并与传统套筒式反应器进行对比，研究了氢气压力及Mg(OH)₂ 导热系数对夹层式反应器储氢蓄热性能的影响。结果表明，夹层式反应器与传统套筒式反应器相比具有更大传热面积和更小传热热阻，从而具有更快的传热和储氢速率。增加氢气压力，可以强化储氢材料与储热材料之间的传热，加快储氢储热速率。此外，提高Mg(OH)₂ 导热系数是进一步提高夹层式MgH₂-Mg(OH)₂ 反应器性能的关键。

布雷顿循环具有高效、紧凑的特点，适合作为核反应堆热电转换系统。本文基于EBSILON 软件建立了简单循环、简单回热循环、再热回热循环和间冷回热循环四种开式布雷顿循环构型的系统仿真模型，对循环关键参数进行热力学分析，以循环效率、功率密度为性能指标进行了循环参数优化，并与闭式布雷顿循环进行了对比分析。结果表明，四种开式循环构型中再热回热循环效率最高，可达25.44%；简单回热循环功率密度最高，可达171.13 kW·m⁻³；将开式循环改进为空冷闭式空气布雷顿循环，最高循环效率提高12.56 个百分点，最高功率密度增加11.87 kW·m⁻³。

建立了地热有机朗肯循环(ORC) 系统热力学和经济性模型，以最大净输出功率为目标，优化了典型氢氟烯烃(HFOs)工质R1224yd(Z)、R1233zd(E)、R1336mzz(Z) 的蒸发和冷凝温度，分析了热经济性，并与传统工质R601、R601a、R245fa 进行了比较。结果表明，最佳工况下，R1224yd(Z) 与R245fa 的蒸发和冷凝参数接近；地热水进口温度低于130°C 时，R1336mzz(Z)净输出功率最大，相比R1233zd(E) 提高1.47%∼1.89%，但是，总换热器面积增幅超过17%；地热水进口温度高于130°C 时，R245fa 的净输出功率最大，发电成本比R1336mzz(Z) 下降15.5%∼16.8%。

随着电子设备的集成度和功率密度的提高，电子芯片的高功耗和高集成度将使电子设备的散热量不断增加。因此，散热已成为高性能电子设备性能发展的主要瓶颈之一。本文提出了一种含翼型导流肋微通道热沉，翼型导流肋可实现局部加速和冲击掺混的双重强化传热作用。采用ANSYS FLUENT 数值分析了翼型导流肋的攻角、出射角、长度和数量等主要几何参数对微通道流动传热特性的影响规律。研究发现：相比攻角和出射角，肋长度和肋数量对微通道阻力与传热性能的影响更为显著，强化传热综合性能评价表明本文提出的含翼型分流肋的微通道相比光滑微通道可在相同压降的条件下获得更高的换热量。

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数，本文建立了热力分析模型和主要设备模型，开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e) 输出功率的发电装置系统参数最优解集，并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的，但同时也增加了设备尺寸规模，对提升紧凑性不利，各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中，按可布置空间大小选取，从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

燃气轮机透平叶片气膜冷却性能受到吹风比、曲率、压力梯度等多种因素的影响。本文采用压力敏感漆(PSP) 技术研究了燃气轮机静叶气膜冷却的冷却性能，实验测量了不同吹风比下全覆盖气膜的冷却有效度，并结合单排孔冷却的实验结果进行分析。结果表明：随吹风比增大，压力面冷却有效度递增，吸力面受曲率和压力梯度影响，冷却有效度先递增后递减；前缘射流在低吹风比下附壁效果较好，高吹风比下由于复合角造成冷气向中叶展汇聚；通过对比单排冷却的叠加结果与全覆盖实验结果的误差，研究了Sellers 叠加模型在叶栅条件下的适用性。

预冷器作为高超声速预冷发动机的关键部件之一，需要在极短时间内对高温空气进行快速冷却，其流动传热性能对预冷发动机性能具有重要影响。本文根据预冷器两侧流体流量和工作压力差异大的特点，提出了一种复合型微细通道换热器。数值模拟研究结果表明，沿着低温氦气流动方向，低温氦气与高温空气的温度及对流换热系数逐渐增大，并且在Z=130 mm 之后的变化明显大于之前的变化；增大空气侧的质量流量会增大空气侧和氦气侧的压降，而增大氦气侧的质量流量会减小空气侧的压降，单位体积的换热功率会随着两侧质量流量的增加而增大。

有机朗肯循环(organic Rankine cycle，ORC) 技术可用于低品位热能发电，在可再生能源开发和余热回收中应用前景广阔。随着“双碳” 目标提出，能源电力系统低碳化已成为必然趋势，因此，ORC 系统的环保性能指标越发重要。本文综述了ORC 系统全生命周期环保性能的研究现状，总结了ORC 全生命周期评价(life cycle assessment，LCA) 的分析流程，根据热源类型对相关研究进行了分类并总结了其环境影响特点，评价了常见工质的环保性能，最后探讨了ORC 系统全生命周期研究的发展趋势。研究发现，生命周期清单分析中的现有清单数据多为二次数据，Recipe 方法是应用最多的评价方法，ORC 系统的设备生产和工质泄漏是影响其环保性能的重要因素。

基于传统压缩空气储能模式，本文提出一种新型压缩空气储能式甲醇化学链循环热电联产系统。与传统化学链燃烧循环系统相比，该系统通过利用多余的电压缩空气，消除释能过程化学链空气压缩机耗功。与带有燃烧室的传统压缩空气储能系统相比，释能过程可实现CO₂ 的无能耗分离。同时，对储能过程低温压缩热进行储存，并将储存的热量用于释能过程甲醇参与的低温还原反应，提高低温热能品位。本文通过Aspen plus 软件对系统进行模拟，研究了氧化器反应温度、压力及空气流速对系统热力性能的影响。并以常规化学链循环作为参考，进行了性能对比研究。结果表明：该系统热效率、电效率和㶲效率分别比常规化学链循环系统高出16.53%、5.82% 和9.20%。

现代战争中，军事目标的红外隐身对于提高其生存和突防能力具有重要作用。本文面向多目标波段的红外隐身，即近红外激光主动探测波长下(1.54 μm) 具高吸收特性、两个大气窗口波段具有低发射并兼顾非大气窗口波段的辐射散热需求，结合严格耦合波分析法和深度学习方法逆向设计Ge/Ag/Ge 多层膜圆孔超表面结构，针对优化得到的结构参数，通过分析潜在的物理机制和不同角度下的发射、吸收特性，达到了多波段协同隐身的目的。

MgCO₃/MgO 热化学储热过程中，MgO 碳酸化反应经碱金属硝酸盐催化后的转化率由2% 提升至60% 以上，然而，其反应机理仍然存在争议。本文采用分子动力学的研究方法，通过模拟MNO₃-MgO-CO₂ 在发生化学反应前的三相界面现象，提出了熔融碱金属硝酸盐的催化作用机制：熔融MNO₃ 与固体MgO 相互作用产生晶格畸变，削弱了Mg-O 键结合，有助于其化学键的断裂，空位缺陷处形成活性位点，易于吸附CO₂ 分子使其与O₂− 结合，在三相接触区域吸收了大量CO₂ 分子。其次，提出了MgO 晶格点阵偏离平衡态程度、空位浓度、活性位点分布、三相界面润湿性分别与载能体碳酸化反应动力学性能间的构效关系，进一步讨论了控制储放热材料宏观性能的方法，为后续应用中制备高性能复合热化学储热材料提供指导原则。

超临界CO₂ 动力循环结构紧凑、效率更高，然而工质物性变化剧烈，工质输运与能量传递等多种非线性过程相互耦合，导致传统建模和求解复杂，难以实现精确、高效模拟。本文基于超临界CO₂ 动力循环的热量流模型，提出一种基于广义Benders 分解的高效求解算法，将系统控制方程按线性、(显式/隐式) 非线性等数学性质分类处理，利用变量梯度信息迭代更新。相比于传统算法，新方法鲁棒性更好，收敛域扩大48%；当迭代初值偏差较小时，计算效率更高。

为降低醇胺法碳捕集系统对燃煤电厂热经济性的影响，通过ASPEN PLUS 软件搭建了基于速率模型的碳捕集系统，并构建了集成富液分流工艺、贫液闪蒸压缩工艺与蒸汽过热度利用的新型碳捕集系统。结果表明新型碳捕集系统在富液分流比为0.1、闪蒸压力为0.16 MPa 时，再生能耗最低，为3.09 GJ/t CO₂，相比常规碳捕集系统降低了20.77%，其中，蒸汽过热度的利用使得再生能耗降低了11.54%。此外，利用EBSILON 软件搭建了耦合碳捕集系统的亚临界机组热力系统，研究得到当机组负荷为127.55 MW、CO₂ 捕集量为50 万吨/年时，新型碳捕集机组的锅炉热负荷相比常规碳捕集机组降低了1.87%，发电煤耗降低了7.22 g/kWh。可见，采取的优化措施不仅可以降低碳捕集系统的再生能耗，还大幅度改善了亚临界碳捕集机组的热经济性。

沸腾传热是高效的传热方式之一，在能源、化工、电子元器件热管理等众多领域有着广泛的应用。本文应用格子玻尔兹曼方法研究仿生表面上的沸腾传热过程，探究不同表面温度和润湿性对池沸腾过程的影响。结果表明，亲水性表面上的汽泡更容易脱离表面，但是疏水性表面沸腾起始点较早。通过将亲水和疏水性相结合形成仿生混合润湿性表面可有效提升换热性能，同时调控疏水区域间的间距可以实现高效的换热性能以及汽泡的定向生长。

基于多层膜结构热辐射器，本文发展了考虑非辐射复合的近场热光伏系统性能优化模型。优化后得到的近场热光伏系统，可以实现600 K 温差下的转换效率为33.44%。并对不同温度下优化结构的近场热光伏系统性能进行了分析，包括转换效率，电池输出能量密度和电流密度。结果表明当温差为900 K 时，优化结构近场热光伏系统最高效率为41.94%，此时最大电流密度为13390 A·m−2。并且通过在热辐射器表面覆盖石墨烯，实现了近场热光伏系统的性能主动调控特性，当石墨烯化学势能为0.1 eV 时，近场热光伏系统的最大转换效率为43.51%。本文通过优化调控近场热光伏系统，有助于加快近场热光伏系统在工业余热高效回收利用方面的发展和应用。

为探究高负荷对转压气机动叶形变对气动性能的影响，采用热流固耦合计算方法分析了离心、气动及热载荷作用下的叶片形变规律，探索了形变下低压转子及对转压气机的气动性能变化机理，并进一步开展了冷热态叶型变换方法研究。结果表明：在总载荷作用下，低压转子和高压转子叶片前缘分别向吸力面和压力面方向形变，导致低压转子工作点向失速边界移动，对转压气机堵塞流量降低，峰值效率下降。通过采用基于虚功原理的逆向求解计算，可以在无需变形量反向插值和迭代修正下得到动叶的冷态叶型，进而实现设计的气动性能。

采用飞秒激光时域热反射法结合金刚石对顶砧装置与高温热台装置，实现了在0∼8 GPa 以及300∼873 K 下不同晶向ZnO 的热性能表征。发现高压和高温下铅锌矿ZnO 的热导率均存在各向异性，且热导率的压力依赖性呈非单调变化，热导率的温度依赖性呈单调变化。该研究有助于对高压和高温下宽带隙半导体的内部热输运机理的深入理解，并为寻找高热电优值材料提供思路。