针对螺旋桨飞行器概念设计阶段的快速迭代需求，涡格法等低可信度气动评估方法是较为合适的选择。为获得合适的计算参数及定量误差，基于螺旋桨标模研究了NASA开源飞行器设计工具（Open vehicle sketch pad，OpenVSP）非定常涡格法（unsteady vortex lattice method，UVLM），并首次给出了多重参考系准定常涡格法（multiple reference frame quasi-steady vortex lattice method，MRF-VLM）的计算特性。采用 APC电动螺旋桨标模分析了计算收敛性和误差特性，获得了兼顾计算稳定性和效率的网格/迭代参数设置。与试验数据对比表明，在合适的网格和迭代参数下，上述两种方法在低桨距角和中等前进比工况下推进效率计算误差分别在6.1%和3.6%以内，精度满足概念设计阶段要求，且4线程并行的MRF-VLM计算仅需4 min，效率更高。NACA 5868-9螺旋桨标模算例进一步验证了MRF-VLM方法的计算可信度。以上研究结果能够为OpenVSP涡格法可靠工程应用提供参考。但由于涡格法的线化势流理论局限性，上述两种方法在高桨距角和高低前进比下无法准确模拟较强的流动非线性，计算精度有待改善。

为保障涡轮叶片正常工作，面对不断提高的涡轮前温度，发展更高效的冷却技术显得尤为迫切。陶瓷基复合材料（ceramic matrix composite， CMC）发汗冷却技术结合了CMC优异的高温耐受性与发汗冷却的高效散热潜力，在未来的涡轮叶片热防护中具有广阔的应用前景。然而，CMC材料强烈的各向异性及其内部复杂的多孔结构，为其发汗冷却过程的热分析带来很大挑战，相关流动与传热机制也不明确。对CMC各向异性导热系数和微孔隙渗流特性方面的研究进展进行了综述，分析了当前研究存在的关键问题与难点，并为建立面向CMC涡轮叶片发汗冷却结构的整体设计体系提出了建议。

针对无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）与地面无人车（unmanned ground vehicle，UGV）在搜救场景下的协同搜索任务规划问题，提出一种集中任务分配与独立路径规划相结合的方法。首先，根据需求明确任务并分配给UAV和UGV。然后，UAV和UGV依据各自所负责的任务分别进行航迹规划和路径规划。针对任务分配问题，引入一种基于任务类型的“多目标区域分割与分配”模型，采用一种结合遗传算法（genetic algorithm，GA）与禁忌搜索算法的自适应混合算法进行求解。航迹规划针对UAV任务需求构建了“旅行商路径-区域覆盖路径规划”（traveling salesman path-area coverage path planning，TSP-ACPP）模型，采用改进的遗传算法进行求解，即在传统遗传算法的基础上，引入“S”型路径作为初始种群，并设计适应度函数优化筛选过程。针对UGV的路径规划，提出了将A*算法与人工势场算法相结合求解最优行进路径的方法。仿真结果表明，与常用的遗传算法和A*算法相比，所提出的算法能有效完成搜索任务，并在任务执行效率和路径规划精度上均有显著改善。

针对目前健身运动评估系统能提供的有效评估信息少且计算复杂度高的问题，提出了一种基于人体姿态估计的健身运动评估系统。该系统仅需手机或者平板内置摄像头，结合人体姿态估计算法、动作识别算法、动作评估算法，即可实现对用户健身动作的智能化有效评估。首先，使用MediaPipe算法进行人体姿态估计，获得人体关节骨架数据。然后，送入SCBT-GCN网络进行动作识别，根据动作的运动学原理设计了一系列基于关节角度、对称性、轨迹特性、流畅性的评估方法。最后，针对识别出的动作类别调用相应的具有针对性的动作评估算法进行健身异常动作检测和评价，形成了一套智能化强、实时性高的健身动作评估系统。实验结果表明，该系统动作识别的准确率达到 98.6%，可以实时检测异常动作并对健身动作进行离线评分，具有较高的使用价值。

为了给2.5D SiC_f /SiC陶瓷基复合材料的热力学研究提供一定的思路，采用仿真模拟与实验对照的方法研究了2.5D SiC_f /SiC陶瓷基复合材料在不同方向上的热膨胀系数及热膨胀各向异性行为。在2.5D SiC_f /SiC陶瓷基复合材料0°、45°、90° 3个方向上分别测试了100~1 200 ℃范围内12个不同温度梯度的热膨胀系数，分析了方向和温度对材料热膨胀系数的影响，并建立不同方向的仿真模型，模拟实验加热过程，仿真得到材料的热膨胀系数。结果表明，随着温度的升高，热膨胀系数先增大再逐渐趋于稳定。在方向上，材料在45°方向上的热膨胀系数大于其他两个方向，90°方向上的热膨胀系数最小。通过仿真模型的热变形数据结果计算得出材料的热膨胀系数，得出Pearson相关系数分别为0.968 06、0.974 19、0.917 37，证明了模型的有效性，为以后的研究奠定了基础。

针对血管介入手术机器人体积大、行程有限、无菌隔离要求等问题，设计一种仿医生动作的血管介入手术机器人从端机构。基于仿生手指设计的机构可实现导丝/微导管的无限制连续递送和连续旋捻，也可实现边旋转边递送导丝，还能实现夹持距离及夹持力的调整，并利用模块化设计实现非无菌/无菌操作区域的隔离。建立该机构的三维模型，对设计结构进行运动学分析，建立其运动学方程，并通过仿真分析，验证了其设计的合理性。最后，对导丝递送位置精度进行试验研究。结果表明，该机构在静态条件下具有［-0.5 mm，0.5 mm］的定位误差，可实现对导丝的精准递送，符合血管介入手术机器人临床手术需要。

为了探究装配偏差对管路密封性能的影响，根据扭拉关系建立有限元模型，分析3种装配偏差（轴向、径向和角度）单独作用对管路连接件密封性能的影响，并通过正交试验研究3种装配偏差耦合作用对管路连接件密封性能的影响。结果表明，单一偏差时，负轴向偏差、径向偏差和角度偏差均降低管路密封性能；3种装配偏差耦合时，密封性能下降，负轴向偏差和角度偏差对管路密封性能影响显著，径向偏差影响相对较小。因此，实际工程中应严格控制负轴向偏差与角度偏差，尽量减小正轴向偏差和径向偏差。

为了验证某型电动飞机复合材料蒙皮在湿热环境下的力学性能是否满足设计要求，利用环境箱模拟真实的工作环境，并完成试验件的高温湿热状态调节。在常温干态（room-temperature dry state，RTD）与高温湿态（elevated-temperature wet state，ETW）两种环境下对比试验件失效模式及结构强度，监测试验件的应变随压缩载荷变化规律，分析湿热环境对复合材料力学性能的影响。研究结果表明，试验件推荐的结构最高使用温度限制为71 ℃，最低温度为-54 ℃，相对湿度为85％RH。虽然ETW环境下结构的强度与刚度都被大幅度削减，但依然符合适航验证要求。高温湿态的影响导致纤维与基体之间的协同工作能力减弱，无法高效配合以共同承担载荷并抵抗变形，所以试验件的破坏模式与RTD环境相比更加复杂多样。研究结果为优化环境调节方案、制定环境设计准则、完成适航验证规划提供数据支撑，为飞机在复杂环境下的复合材料结构设计提供关键技术参考。

针对液压油泵车试验台传统健康监测方法依赖周期性物理检查和维护、信息化程度低、生产效率不足等问题，提出了一种基于数字孪生的液压油泵车试验台监测系统应用开发架构。该架构集数据、模型和通信于一体，旨在提升设备的预测性维护水平和运行效率。通过构建设备数字孪生虚拟模型，利用TCP/IP协议和统一JSON数据包格式，实现物理设备与虚拟模型之间的实时数据交互与融合。在此基础上，系统能够对液压油泵车试验台进行模拟仿真、数值预测、故障诊断和预警，从而优化设备运行状态。试验结果表明，该系统能够实现液压油泵车实现的健康监测和故障诊断，在航空试验台应用方面有着广阔的前景。

为了深入理解步态识别领域的最新研究进展，对现有的研究进行了全面的梳理与总结，重点介绍基于深度学习的步态识别方法的优势和劣势，并梳理了其在投入民航安防中的应用及前景。结果表明，深度学习方法显著提升了步态识别的准确性与鲁棒性，在嫌疑人辅助识别、智能预警等民航安防场景中展现出较大的潜力。

为了提升航空发动机总体性能计算模型的精度，提出一种主流热力循环与二次流流动融合的航空发动机总体性能计算模型建模方法。通过研究航空发动机总体性能计算原理，全面识别了二次流流动对主流热力循环的主要影响因子，揭示了二次流流动影响因子对主流热力循环影响的机理，并获取二次流流动对主流热力循环影响的特性。该方法在传统总体性能计算模型建模方法基础上，创新增加了二次流流量项、能量项及掺混项与主流热力循环的耦合计算。利用该方法完成了某发动机总体性能计算模型建模，结果表明，提出的改进总体性能建模方法较传统模型推力计算精度提升1.4%，耗油率计算精度提升1.33%，涡轮前温度计算精度提升2.7%，全面提升了航空发动机总体性能计算模型建模的精度。

为高效预测防隔热一体化热防护系统在气动热环境下的动态稳定性，提出一种基于热力等效模型的波纹夹芯板热颤振计算方法，以降低有限元计算量。首先，基于均质化理论将夹芯层等效为单层正交各向异性材料，实现模型简化。其次，重新划分腹板与隔热材料所占区域比例，提高等效区域特征尺寸，在保证温度梯度准确性的同时减少有限元模型的网格数量。最后，基于所构建的热力等效模型提取波纹夹芯板的模态特征，并采用p-k法进行热颤振分析，计算气动力响应。计算结果表明，该方法计算效率提升80%，误差控制在3%以内。

为研究受限空间内障碍物分布对超细干粉灭火剂流动特性的影响，采用Fluent软件建立超细干粉灭火剂释放后在受限空间内气-固两相流的二维瞬态仿真计算模型，对障碍物不同层数和空间位置条件下超细干粉的空间流动特性规律进行模拟研究。结果表明，障碍物的层数和分布均对超细干粉的空间流动与分布有较为显著的影响。在喷放初期，中间位置障碍物下方区域的浓度明显低于其他位置障碍物，而侧边障碍物则对空间到达全淹没灭火状态所需时间的影响更为明显。障碍物层数对超细干粉灭火剂达到全淹没状态的影响显著，在一定程度上，单层障碍物有利于加快受限空间达到全淹没灭火剂状态，而多层障碍物则正好相反，且随着障碍物层数的增加，达到全淹没状态所需的时间也越长。

为了研究主要工艺参数对基于球形旋轮的锥形件无模旋压成形极限的影响规律，通过球形旋轮锥形件旋压成形试验，开展旋压件半锥角、旋轮进给速率、板料初始直径、旋轮半径4个主要工艺参数对旋压件成形极限的影响规律研究。结果表明，旋压件半锥角减小导致旋轮在板料轴向的进给增大，以及板料与旋轮的接触面积增大，旋压件易出现起皱或开裂现象。此外，旋压件半锥角减小会使芯轴圆角处板料的弯曲程度增大，旋压件也易出现开裂现象。旋轮进给速率增加使板料与旋轮之间的接触面积增大，旋压件易出现起皱现象，旋轮进给速率减小，旋轮对板料的成形时间延长，旋压件易出现开裂现象。增加板料的初始直径会使板料径向所受拉应力的时间增加，导致旋压件在顶面圆角处易出现开裂现象，而旋压件半锥角减小导致板料的变形增大，旋压件法兰的起皱风险增加，导致旋压件法兰易出现起皱现象。半径较小的旋轮在成形时板料径向拉应力的持续时间较长，导致旋压件易出现开裂现象；半径较大的旋轮在旋压成形末期板料所受的周向压应力增大且持续时间较长，导致旋压件外缘易出现起皱现象。

为解决因隧道背景复杂性而造成的隧道火灾检测误检率较高的问题，基于YOLOv8n网络模型，提出改进的隧道火灾检测算法。首先，在主干网络部分，采用FasterNet网络进行替换并保留原有的SPPF模块，实现更全面的特征提取；其次，为了提高模型在复杂背景下对不规则目标的检测精度，在C2f模块中引入D-LKA注意力机制；最后，引入Focaler-IoU优化模型损失函数，进一步降低了干扰物导致的误检或漏检问题。实验结果表明，相较于YOLOv5、YOLOv7和YOLOv8n原模型，改进后的模型准确率分别提高了7.6%、5.6%和3.5%，平均准确率均值分别提升了8.3%、7.7%和5.1%，相比于其他基于YOLOv8n的改进算法，模型的平均准确率均值分别提升了3.3%、6.4%。

进入新发展阶段，推进数字化转型是促进企业高质量发展的必然选择。以2012—2022年我国A股上市公司面板数据为研究样本，运用熵值法创新性构建企业高质量发展指标体系，考察数字化转型对企业高质量发展的赋能效应，检验研发投入作用于数字化转型对企业高质量发展产生的门槛效应和可能存在的异质性差异。结果表明，数字化转型显著促进了企业高质量发展；受研发投入水平的影响，数字化转型对企业高质量发展存在门槛效应；进一步研究发现，该门槛效应存在企业所在区域、产权性质和规模3个层面的异质性问题。研究结论可为企业制定数字化转型策略、确定研发投入合理区间提供经验证据和重要理论参考。

军民融合企业是构建一体化国家战略体系与能力的重要载体，提升其风险承担水平对实现军民融合发展战略具有关键意义，研究旨在以此为出发点，探究供应链集中度与风险承担水平之间的关系，为军民融合发展战略的推进提供支撑。对2015—2023年沪深A股军民融合上市企业的实证进行分析，研究表明，首先，供应链集中度能够提升军民融合企业风险承担，数字化转型在两者关系中起到正向调节作用；其次，供应链集中度能够通过缓解企业融资约束和降低信息不对称来提升风险承担水平；最后，供应链集中度对军转民企业和大型军民融合企业风险承担水平的提升作用更为明显。研究结论对军民融合企业通过供应链集中来提升风险承担水平具有借鉴意义。

为提升搅拌摩擦焊（friction stir welding， FSW）在焊缝遮挡等干扰下的视觉跟踪精度，提出了一种基于人工特征的高效卷积算子（efficient convolution operators with hand-crafted features， ECO-HC）的焊缝特征跟踪算法。该算法采用传统图像处理技术进行初始焊缝特征点的检测，同时在ECO-HC算法的基础上设计了由相似性计算和峰值旁瓣比组成的双重置信度评估机制，增强算法对异常干扰的敏感度，并提出了一种基于曲线拟合的轨迹预测方法，实现对丢失目标的重定位。利用不同厚度的铝合金焊件进行实验，结果表明，焊缝跟踪系统的平均绝对误差能够控制在0.051 mm之内，完全满足焊缝跟踪的精度要求，也证明了所提算法的有效性。

针对复杂救援环境下无人车（unmanned ground vehicle，UGV）执行任务时由环境未知造成的路径规划问题，提出一种无人机辅助下的救援无人车动态路径规划方法。首先，利用无人机航拍图像，应用加速鲁棒特征（speed up robust features，SURF）算法对航拍图片进行拼接，构建完整地图信息。然后，对图像进行色彩空间转换、形态学处理，识别出障碍信息。最后，应用改进的人工势场法进行无人车路径规划，提出引入动态增益因子与影响函数方法，重新设计了势场函数，解决了目标不可到达问题；同时，提出融合A*算法解决人工势场法局部极小值问题。结果表明，在无突发移动障碍和有突发移动障碍情况下，该无人机辅助下无人车路径规划方法可行且高效，提高了复杂救援环境下无人车路径规划性能。

为系统揭示热退化与阻尼效应对壁板颤振边界与响应的作用机制，构建含热退化与阻尼项的壁板气动弹性模型，并基于稳定性判据开展了关键参数的灵敏度分析。首先，基于Von Kármán板大变形理论、Kelvin阻尼模型及一阶活塞理论建立考虑热退化和阻尼效应的二维超声速壁板动力学方程，并通过Galerkin法进行空间离散。然后，基于李雅普诺夫间接法和Routh-Hurwitz准则，得到不同热退化程度下的稳定性区域图，并确定各区域内平衡点的数量及其稳定性。最后，使用四阶Runge-Kutta方法求解非线性常微分方程组，得到壁板非线性气动弹性响应，并通过时间历程图、相轨迹图和分岔图等非线性动力学描述工具进行分析。研究结果表明，热退化和材料阻尼的存在会显著缩小壁板的稳定区域范围且使得壁板厚度成为影响稳定性区域的因素之一。热退化系数的增大不仅会导致壁板振动幅值的增大，还会使得分岔点提前出现，并加速分岔演化过程。并且，热退化效应还会显著提高壁板响应类型的多样性和对系统参数的敏感性。此外，材料阻尼效应能够有效抑制壁板的类周期振动与混沌振动响应。

针对当前玻璃瓶缺陷检测深度学习模型计算量大、参数量多、难以部署的问题，探索一种高效的轻量化解决方案。针对此问题，结合YOLOv8的网络结构设计特征提取网络GCNet。首先，采用GhostConv代替标准卷积；其次，为了降低YOLOv8瓶颈层的参数量和计算量，设计瓶颈层卷积模块，并重新搭建瓶颈层；最后，结合C2f模块的结构设计构建新的CM模块。新的特征提取网络较原YOLOv8网络有着更低的参数量。在特征融合部分采用重新构建的重复加权双向特征融合金字塔结构，解决随着网络层数的加深导致特征信息丢失的问题。同时针对边界框的回归问题上，结合WIoU与Inner-ShapeIoU，提高模型的回归收敛速度。结果表明，相较于YOLOv8算法，由上述方法组成的YOLOv8-DB参数量降低了45.8%，计算量下降了11.9%，精度提升了0.4%。改进后的模型能够有效地降低占用的计算资源，更好地适用于特定工业检测环境。

本研究旨在揭示微观层面数字化转型影响企业新质生产力的作用机制。采用2012—2022年A股上市制造业企业数据，从内部控制与外部监督的视角实证讨论了数字化转型影响新质生产力的微观机制。研究发现，总体上企业数字化转型有利于促进新质生产力的发展；内部控制与外部监督正向调节数字化转型推动新质生产力发展的过程；企业科技程度越高，内部控制与外部监督的调节作用越强；大规模企业外部监督的调节性强于内部控制，而中小企业两者调节作用均不显著；行业竞争越激烈，内部控制的调节作用越强，且外部监督仅在高竞争度行业发挥作用。对于深刻理解数字化转型在微观企业层面促进新质生产力发展的内在逻辑具有重要意义，为企业制定合理发展策略提供了依据。

为了深入研究C/SiC波纹点阵结构复合材料在航空航天等极端环境下的隔热潜力，以C/SiC波纹点阵结构复合材料为研究对象，依据傅里叶传热定律，借助 CAE 仿真手段对其隔热性能展开研究。首先，在各向同性条件下，针对稳态与瞬态情形深入探讨了温度梯度对热传递系数的作用规律；其次，综合优化变量约束范围，考虑纤维尺寸、纤维含量及编织方式因素，基于各向异性对波纹点阵结构进行了传热性能的仿真分析。仿真结果表明，各向同性传热条件下，波纹点阵结构5种高温梯度下的隔热效率达到13.89%~14.12％。各向异性传热条件下，碳纤维温度显著高于SiC基体温度，且当纤维束含量处于600 K以上时，温度对热传递系数的影响可以忽略不计，斜纹编织方式的隔热性能优于平纹编织方式，在低温隔热条件下表现得更为突出，为航空航天复合材料隔热性能研究提供了工程应用价值。

为了完善涡扇发动机空中风车起动控制规律，提高风车起动性能和可靠性，以某型采用油气比控制方式进行风车起动的航空涡扇发动机为研究对象，根据高空台风车起动试验结果，分析环境温度、冷热起动、飞行高度和飞行速度对风车起动性能的影响。结果表明，飞行速度降低对起动时间增加的影响最为显著，使起动时间增加89%；飞行高度的增加影响次之，使起动时间增加21%；冷天及冷起动的影响相对较小。根据试验结果设计与大气压力、马赫数和温度相关的起动油气比修正系数，当高度增加、飞行速度降低、环境温度降低和冷起动时，增加风车起动油气比，以缩短起动时间。

为了系统梳理碳纳米管增强复合材料细观尺度的力学性能研究方法，综述了细观尺度分析方法（Mori-Tanaka方法、胞元模型法和均匀化方法）和有限元模拟法（渐进展开均匀化、Voronoi单元有限元法和细胞力学有限元法），并重点阐述了代表性体积元（representative volume element，RVE）的随机顺序吸附（random sequential adsorption，RSA）与随机序列展开（random sequential expansion，RSE）算法及其改良。结果表明，细观尺度有限元法能有效获取材料的应力-应变场，揭示其宏细观性能关联；引入碳纳米管可显著提升环氧树脂及碳纤维复合材料的界面强度和层间性能，为复合材料的性能优化与工程应用提供了重要的理论依据。

为解决铝合金钣金件常温成形过程易出现的开裂、起皱、精度低等问题，实现整流罩零件低成本、高精度成形，通过对低塑性、低强度2A11薄壁铝合金复杂结构零件常温深拉伸及压型工艺研究，采用现场试验结合钣金零件成形原理的方式，对壁厚1.0~2.0 mm、拉伸比0.62的铝合金整流罩进行橡皮囊成形工艺及钢模压型成形分析。通过分段成形、参数迭代优化，研究了拉伸速率、升压速率、润滑条件等对拉伸成形质量的影响；通过热处理试验，研究淬火工艺对铝合金压型成形工艺的影响。通过上述研究，成功实现了壁厚1.0~2.0 mm的铝合金整流罩深拉伸成形，有效抑制了起皱与开裂问题；通过对固溶热处理参数（温度495~500 ℃、时间35~40 min）优化后，解决了加强筋压型裂纹问题。橡皮囊成形结合分段参数优化可显著提升薄壁铝合金零件成形质量，淬火工艺精准调控是完成整流罩加强筋型面无损压型的关键。

为解决发动机高压转子停车后抱轴的问题，采用基于Isograph的故障树分析方法，对发动机高压转子抱轴原因进行排查。通过分析实物复测结果和典型封严间隙部位的变形协调计算，得到抱轴问题的原因，制定相应解决措施并经试车验证有效，进一步提高了整机试车效率。可为其他抱轴问题提供解决思路和方法，在设计初期采取针对性预防措施，从工程应用角度完善变形协调理论。

为探究GH4151合金超声喷丸强化表层状态，分析其强化机理，通过超声喷丸表征试验和数值模拟分析，分别探究了0.15 A与0.25 A喷丸强度下，弹丸直径对GH4151合金的表面形貌、微观组织、显微硬度分布状态的影响。粗糙度模拟值与试验数据最终评估值的差异小于10%，证实了仿真预测的可靠性。在0.15 A喷丸强度下，与1.5 mm弹丸相比，采用2.5 mm弹丸，粗糙度Ra降低约10.9%，粗糙度Rz降低约10.4%。结果表明，采用较高的喷丸强度，可以提升对波峰波谷的削弱作用，增加弹丸直径可以提高表面宏观形貌一致性。超声喷丸处理后，塑性变形层明显，表层沿深度方向硬度值离散程度降低，表面显微硬度及层深显著增加，硬化层的一致性提高。

为解决传统单一配送工具资源利用率低、成本高及碳排放量大的问题，提出双层无人机-电动车联合配送路径规划问题（2E-VRPD），充分考虑了车辆及无人机在不同配送阶段的能源消耗和碳排放等因素，建立以固定成本、能耗成本、碳排放成本之和最小为目标，以客户时间窗、车机容量和车机电池容量等为约束的混合整数线性规划模型。基于此模型，设计了混合遗传算法，根据贪婪法则生成初始种群，将大规模邻域搜索中的破坏和修复思想与遗传算法结合进行求解。实验结果表明，该混合算法能够有效解决2E-VRPD问题，能优化配送路径，提升车机协同配送效率，降低配送成本。

针对传统位置控制忽略人机交互的问题，以新型全方位移动式下肢康复机器人为对象，提出一种基于模糊导纳控制的自适应交互控制策略。首先，介绍机器人结构，其主要由下肢外骨骼和全方位移动平台组成。然后，建立下肢外骨骼运动学模型、全方位移动平台动力学模型及外骨骼与移动平台间的运动协调模型，用于后续控制。接着设计滑模控制器，与外骨骼运动学和运动协调模型相结合实现机器人轨迹跟踪，并设计模糊导纳控制器来根据人机交互调整步态速度。最后，以健康受试者为对象进行轨迹跟踪实验和交互实验。结果表明，交互控制策略具有良好的轨迹跟踪性能，并能根据受试者的运动意图自适应地调整步态速度。

针对海洋大气环境下航空发动机压气机的盐雾沉积问题，采用数值模拟方法系统研究了盐雾粒子运动沉积规律及热清洗效果。通过离散相模型（discrete phase model，DPM）分析了不同粒径盐雾的沉积特性，并利用VOF-to-DPM耦合模型与欧拉壁膜模型模拟了清洗液雾化、撞击及成膜过程。研究发现，盐雾沉积主要集中于叶盆、叶根区域，总覆盖率最高达31.38%；热清洗后叶片表面总清洗覆盖率为32.32%，其中大叶片叶盆区域覆盖率最高，达63.18%，而叶背及叶根区域清洗效果较差。试验验证表明，仿真中清洗液滴覆盖位置在试验中均被清洗，证明了所建立的热清洗方法的有效性，研究结果为优化在线清洗方案提供了理论依据。

针对填充结构拓扑优化问题，对比研究了连续与离散变量设计方法的性能差异。基于局部体积约束，构建了基于最优准则的固体各向同性材料惩罚模型（solid isotropic material with penalization，SIMP）连续变量优化模型和基于正则松弛算法的序列近似整数规划（sequential approximate integer programming，SAIP）离散变量优化模型。首先，通过理论推导介绍了两类方法应用于填充结构拓扑优化的基本列式。然后，利用数值算例从优化结果的性能、结构拓扑设计的清晰程度和计算效率三方面开展对比研究。最后，通过引入相同初始化策略、移动限制策略与收敛准则，消除算法外因干扰。结果表明，基于SIMP法的优化耗时约为基于SAIP法的50%，但其生成的拓扑设计结构边界存在灰度区域；SAIP法能够获得边界清晰、结构形态更优的拓扑设计，其优化结果目标函数值降低了4.2%。研究结果为填充结构拓扑设计优化提供了理论参考和依据。

为了解决超声速飞行过程中复合材料层压板层间应力集中导致的分层失效问题，提出了一种新型夹层功能梯度材料（functionally graded material，FGM）板结构。首先，基于Kirchhoff薄板理论和von Kármán大变形理论描述夹层FGM板的非线性几何关系，并通过三阶活塞理论模拟夹层FGM板受到的非线性气动力，根据Hamilton原理建立了超声速飞行时夹层FGM板的运动微分方程。然后，引入Galerkin法对夹层FGM板的运动微分方程在航向和展向上分别进行空间离散，得到对应的常微分方程组。最后，通过Runge-Kutta法对所得常微分方程组进行求解，得到夹层FGM板的动力学响应。结果表明，当夹芯层厚度不变时，夹芯层的梯度指数 n越小，颤振临界动压越大；当夹芯层的梯度指数 n小于1.0时，颤振临界动压随夹芯层的厚度占比增长而增大；另外，随着无量纲动压的变大，夹层FGM板的运动类型会由静稳定逐渐发展成为极限环运动。

为了使某型四座电动飞机驾驶舱除雾系统满足适航要求，依据CCAR23.773（b）条款，给出了驾驶舱除雾系统的初始设计方案。根据条款的符合性验证思路，设计了除雾地面试验方法和试验步骤。通过开展除雾系统的符合性验证工作，依据试验结果对除雾系统的初始方案进行改进，并对除雾系统的试验方案进行优化，最终得到满足适航要求的验证结果，完成了适航验证工作。该驾驶舱除雾系统和验证过程不仅为后续其他型号的设计和适航提供了参考，还为从事相关工作的设计人员和适航审查人员提供借鉴。

针对无人车在视觉退化环境中视觉同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping，SLAM）重定位失效的问题，提出一种轮式里程计（wheel odometry，WO）辅助视觉里程计（visual odometry，VO）的自适应协同重定位算法。该算法构建了基于误差状态卡尔曼滤波（error-state Kalman filter，ES-KF）的WO/VO融合模型，提升无人车路径规划的定位精度。针对无人车运行中存在视觉特征点不足导致的难以重定位的问题，提出了一种WO/VO自适应协同重定位算法，通过设计WO/VO系统与WO的切换机制，提升无人车的定位连续性和路径规划的可靠性。利用搭建的无人车平台，在不同情况下对算法进行实验验证与对比。研究结果表明，基于ES-KF的WO/VO融合方法提升了无人车定位性能，绝对轨迹误差（absolute trajectory error，ATE）较单一VO和单一WO分别降低了39.1%和59.2%，路径重合度分别提高了9.2%和11.5%；并在视觉退化场景下实现了WO辅助的自适应协同重定位。ES-KF相较扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）与无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter，UKF）在轨迹精度与位姿估计稳定性方面均表现更优，显著增强了路径融合效果与系统鲁棒性。

为解决北方冬季城市街巷积雪场景中设备功能与用户需求脱节的问题，融合（analytic hierarchy process-house of quality—fuction-behavior structure）模型，设计了小型除雪设备。首先，采用AHP层次分析法调查并计算用户需求权重；然后，通过QFD质量屋模型将用户需求转化为设计需求权重；最后，利用FBS模型进行结构化映射，形成设计方案。结果表明，该模型有效指导了设备创新设计，显著增强了对用户需求的响应性，提高了除雪处理效率。所提出的设计流程有效解决了设备设计与用户需求的匹配问题，使方案更符合功能预期，同时降低了机械损耗和操作复杂性，提升了用户满意度。

涡轮叶片蠕变寿命预测依赖仿真的叶片温度和应力数据，但仿真时常常将完整的涡轮盘简化为单个叶片，导致结果不准确。为了探究单叶片简化模型的合理性，提升叶片蠕变寿命预测的准确性，开展了基于全尺寸仿真方法的涡轮叶片蠕变寿命预测研究。首先，建立涡轮盘全尺寸仿真方法和单叶片简化模型；然后，应用混合热流固耦合法计算叶片的温度和最大主应力；最后，用热强参数综合方程来预测叶片蠕变寿命。结果表明，单叶片模型与全尺寸模型的温度相对误差均不超过2%；二者最大主应力的相对误差均不超过8%；但二者预测蠕变寿命相对误差高达712.93%；单叶片模型的温度和最大主应力仿真结果较低，预测蠕变寿命较大。上述结果证明了采用全尺寸模型分析涡轮叶片蠕变寿命的必要性，为准确预测涡轮叶片的蠕变寿命奠定了基础。

为了揭示某型涡轴发动机150 h持久试车中突发振动超限故障的根本原因，结合理化检验与热-机耦合仿真开展了全链条机理剖析。研究表明，防冰系统介入诱发严重的瞬态热冲击，导致DZ22合金叶片发生典型的γ′相筏状退化与加速蠕变伸长。叶片径向超长引发强烈的动静碰磨，造成逾60 g·cm的转子不平衡量，最终导致转子振动突发越限。Larson-Miller模型核算证实，极端热负荷使受灾局部蠕变寿命自150 h锐减至约80.5 h，与实际拆换节点及部位精准吻合。据此，制定了“先降工况、后开防冰”的时序控制方案。台架试验表明，该策略从源头彻底平抑了热超调现象，消除了转子碰磨隐患，保障了同型机后续试车安全。

为提高复杂环境中火灾检测的准确率和效率，对YOLOv8n模型进行了多项改进，提出一种基于YOLOv8n-MAAI的火灾检测算法。首先，在主干网络YOLOv8n中引入了多头自注意力（multi-head self-attention，MHSA）机制，提高模型处理复杂场景的能力，进而提升了检测精度。其次，将YOLOv9模型中的ADown模块集成到YOLOv8架构中，通过轻量化设计策略减少模型参数数量，降低了计算复杂度。然后，引入自适应空间特征融合（adaptively spatial feature fusion，ASFF）机制改进检测头，形成了新的Detect_ASFF检测头，有效过滤冲突信息，提升了特征的尺度不变性。最后，采用Inner-MPDIoU损失函数优化训练过程，增强了回归结果的准确性并加速了模型的收敛速度。试验结果表明，改进后的YOLOv8n-MAAI算法模型检测精度为92.4%，召回率为93.6%，平均精度均值达到94.3%，优于原始的 YOLOv8n、YOLOv5s 和 YOLOv3-tiny等其他流行的检测模型。这些改进为火灾探测提供了更准确、更可靠的解决方案，为火灾预防和控制技术的进步提供了支持。

为确保抓取稳定、防止物体滑脱并避免结构损伤，建立了3种机器人手指常见的抓取模型，精准求解机器人手指抓取过程中的临界力。在机器人手设计和被抓物体理想物理假设的情况下，通过力学中的受力分析，根据静力学平衡方程得出机器人手指抓取临界力问题的约束条件，进一步给出抓取临界力优化模型。首先，根据优化模型写出karush-kuhn-tucker（KKT）条件，然后利用NR函数将其转化为光滑方程组，进一步引入价值函数，将KKT条件转化为无约束优化问题。构建动力方程系统，并分析动力方程系统的稳定性，利用动力方程系统解和优化问题解之间的关系，从而求解机器人手指抓取临界力问题。最后，通过数值实验验证动力方程系统方法的有效性。