为保证预蒸发加力燃油与上游来流的掺混均匀性，在直通道内对混合器上游不同位置预蒸发燃油的掺混过程进行数值模拟，以菊花形、矩形、三角形和锯齿形四种尾缘形状混合器为对象，研究了不同混合器产生的涡系对燃油分布与混合特性的影响。结果表明：（1）不同尾缘形状混合器下游流场中，流向涡的尺度、强度和破碎速度以及正交涡剪切层的发展速度不同，但均加速了燃油的掺混（2）混合器出口燃油分布主要受二次流作用，下游平直段的燃油分布主要受流向涡卷吸作用影响，波峰波谷处的燃油分布主要受正交涡影响。（3）四种混合器下游，燃油的混合均匀程度均较无混合器时提高了80%左右。在有限掺混距离内，锯齿形混合器掺混效果最好，三角形混合器的掺混效果较差。矩形混合器掺混速度最快，综合性能较优。此外，通道壁面对混合器下游燃油掺混过程的作用不可忽视。

超临界水(supercritical Water, scW)在各种工程应用中具有重要意义，scW的结构和分布特征是控制相关过程和现象的关键。本文中，控制压力和温度，采用分子动力学(molecular dynamic, MD)模拟的方法研究了scW的动力学特性。观察到模拟盒子中心厚度为10 Å的区域内密度的振荡，这表明颗粒在局部区域的界面上进行质量交换。通过研究发现，低密度的scW表现出更强的非均匀性。通过均方根误差和最大结构因子两个参数对局部密度的波动进行了定量分析，且两种方法得到的结果具有较强的一致性。通过xz平面的密度二维分布可以发现，scW分子在局部紧密聚集形成“液岛”，但在其它区域会非常稀疏，类似于亚临界压力下的气液混合物。跟踪目标分子的平动和转动，发现前者显示出大幅度的弹道(扩散)运动和小幅度振荡，后者则显示出两个角度的跳跃尺度。平移和旋转运动都与氢键的断裂和重组有关。低密度scW分子间的氢键较少，多以孤立分子存在，而高密度scW则存在更多通过氢键组合在一起的分子簇。两个尺度的运动将对超临界状态下的热/化学过程产生影响，加深对scW结构的基本认识。

为了研究不同倾角和充液量的液力减速器制动力矩、振动、压力波动、外部噪声和内部流量的变化规律，建立了液力减速器试验台。利用INV3020数据采集系统同步采集制动力矩、振动、压力波动和外部噪声信号。实验采用不同的倾角(90°和75°)和6种不同的充液量(50%、60%、70%、80%、90%和100%)。为了准确分析倾角对定子和转子内液体体积和制动性能的影响，提出了扭矩体积比的概念。采用混合多相流模型模拟计算了流体的体积和速度分布。研究表明，随着倾角的减小和充液量的增加，制动性能提高，振动增大。压力波动随充液量的增加而增大，较小的倾角有效地降低了压力波动幅度。随着充液量的增加，声压级呈上升趋势，较小的倾角可以有效地降低噪声。不同充液量下的液相体积分布基本一致。倾角越小，诱导的旋涡越多。

本文对纵向流管壳式冷凝器的热工水力特性进行了数值研究。考虑进口流速、过热温度和不凝性气体三个因素，研究了壳侧纵向流在水平管束上的凝结特性。并对压降和传热系数细分为几个部分开展研究。进行了两相界面行为分析，研究了不凝结气体层、蒸汽质量和不凝结气体类型对凝结过程的影响。基于上述定量分析，研究了水平管束上的凝结物的热阻规律。发现管外的热阻在冷凝过程中占主导地位。最后，引入六边形夹持挡板（HCB）作为强化凝结的方法，以破坏冷凝物边界层，并提供扰动以强化凝结。结果显示，HCB使总传热系数提高了8.1%-40.7%，同时降低了临界过热温度和显热与潜热的阈值比。

在以水为工质的增强型地热系统（EGS）中，存在传热-流动-力学（THM）耦合过程，而这将会极大地影响EGS热开采性能。尽管目前提出了很多THM模型，但是现有研究缺乏对水储存（由储层孔隙率和水的密度的增大而引起）的深入分析，并且水储存对热开采性能的影响还有待揭示。为此，本文建立了一个三维THM模型，用于模拟EGS的水储存量和热开采速率。通过一个分析解对该三维THM模型进行了验证。然后，研究了水储存的影响，并对不同储层孔隙率条件下的THM和TH过程进行了对比。结果显示储层孔隙率增大对水储存的影响高于水的密度的增大。如果忽略水储存，那么注入流量将会被低估，产出流量和热开采速率将会被高估，并且储层冷却速率稍微减小。与TH过程相比，THM过程会导致更大的水储存量、更高的稳态热开采速率和更高的储层冷却速率，这说明力学过程对EGS性能具有重要影响。初始储层孔隙率越高，那么水储存量越大。可以推断出水储存量与储层冷却速率相关。本文结果显示水储存对热开采速率有一定的影响，而力学过程和初始储层孔隙率对水储存量有重要影响，因而水储存量应该采用THM模型进行模拟。