地下水预处理新风的地源热泵空调系统节能效果显著，但因负荷波动和多输入多输出特性使得系统动态响应特性预测精度偏低。为此，基于实验验证建立地下水预处理新风的地源热泵空调系统状态空间模型，评估了地下水温度、地下水流量及新风温度扰动对系统动态性能的影响。结果表明：地下水温度、地下水流量及新风温度等关键参数扰动对系统动态性能有显著影响，且导致热泵机组COP_τ 增幅呈线性变化；地下水温度扰量递增1∼5◦C，热泵机组COP_τ 增幅最终维持在−0.048∼−0.24，响应时间为130 s；地下水流量扰量递增0.01∼0.1 kg/s，热泵机组COP_τ 增幅维持在0.047∼0.47，响应时间为110 s；新风温度扰量递增1∼5◦C，热泵机组COP_τ 增幅维持在−0.047∼ −0.215，响应时间为225 s。研究结果可为新系统高效运行调控提供理论指导。

为解决常规单塔定日镜场在大规模光热电站中效率较低的问题，本研究基于Campo 布局与快速非支配排序遗传算法，构建了双塔一机定日镜场技术经济协同优化模型，获得了适用于100 MW 光热电站的优化布置方案，对比分析了具备动态塔筛选机制的双塔一机优化方案与常规单塔优化方案的综合性能。结果表明：相较于同等规模的单塔方案，双塔一机方案的关键性能均显著提升，具体而言，年均光学效率达到65.32%，提升4.53%；投资成本降至536.33 百万美元，降低6.24%；土地利用率达25.69%，提升13.62%；研究进一步表明，动态塔筛选机制可有效改善两塔中间区域定日镜的瞬时光学效率，从而提升镜场整体性能。本研究论证了双塔一机定日镜场在大规模光热电站中应用的可行性，为其工程推广提供了理论依据。

针对现有船舶能源系统模型存在场景适配性差、异质能流交互机理研究不足及空间热特性刻画缺失等问题，面向氢能驱动船舶燃料电池(PEMFC) 与锂电池(LIB) 的混合动力系统，采用多能流拓扑法构建电–热–气多物理场耦合模型，包含热界面与系统尺度的耦合模块，并且引入能流响应指数(ERI) 量化多能流响应优先级与耦合特性，最后针对三种典型工况解析多能流响应特性。研究结果表明，在启停紧急模式1 和PEMFC 巡航模式2 中电–热–气多能流均呈现出“电气先导–热量相随” 的响应耦合特征，在LIB 充电模式3 中呈现“电热先导–气质反馈” 的响应耦合特征，具体呈现电响应具有更高灵敏度与更长持续时间，热响应幅度最大为1.5，高于电响应的1.14 与气流响应的0.92，表明特定模式下热效应占主导影响。研究不仅深化了对氢能船舶混合动力系统多能流耦合机制的理解，也为后续系统优化与控制策略设计提供了重要理论依据。

涡轮端壁流动结构复杂，多种流动结构交织呈现强耦合特征。本文采用经过实验校核的数值方法，分析研究了亚音速条件下涡轮端壁离散气膜出流、封严流以及端区二次流的掺混机理和冷却特性。结果表明，封严流与气膜出流的交互改善了端壁下游的冷气覆盖效果，但也导致了部分区域的热负荷增加；封严流的引入使通道涡的生成位置提前，通道二次流结构发生变化；质量流量比为0.25% 的封严流可以改善叶片吸力面的幻影冷却特性，但质量流量比的继续增大会导致冷效恶化；封严流的引入抬升了叶栅出口处高气动损失区的高度。上述研究表明，在涡轮端壁精细化气膜冷却设计时，应充分考虑气膜出流和封严流的交互作用。

为了寻求一种高效的涡轮叶顶冷却设计方法，本文将生成对抗网络作为代理模型，结合多目标遗传算法NSGA-III，搭建了叶顶区域气热性能快速预测与优化设计一体化平台。该平台包含两种生成对抗网络主框架，两种不同的生成器结构，可实现叶顶区域气膜冷却有效度与换热系数分布等叶顶气热性能参数的计算方法验证、训练数据集构建、预测，还可以实现叶顶冷却结构及其布局的优化设计。通过对非对称凹槽底部叶顶的气膜冷却有效度、换热系数的预测及其气热性能的优化，有力证明了该预测优化一体化平台的高可靠性与实用性。