针对石灰石煅烧过程中存在的晶粒融合现象，从三维空间角度认识CaO晶粒聚集融合形成团聚体的过程，建立三维空间黏附方程并进行计算机模拟，模拟结果与扫描电镜照片比较表明：石灰石在高温煅烧过程中，CaO晶粒间存在融合现象。结合压汞分析仪实验数据，通过分析晶粒融合对团聚体颗粒微观结构特性的影响，发现晶粒融合会导致CaO颗粒分形维数、孔隙率、比表面积的降低，从而影响脱硫剂的脱硫反应效率。
化学反应动力学模型的准确性与计算量的矛盾是限制选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction，SNCR)数值模拟的主要因素。通过敏感性分析和引入准稳态假设，对包含60个组分、371个基元反应的SNCR详细机制——?A机制进行简化，得到包含28个组分、97个基元反应的骨架机制及最终的包含12种主要组分、8步总包反应的简化机制模型，减小了化学反应速率的计算量。进一步利用柱塞流反应器(plug flow reactor，PFR) 模型计算，验证了反应温度、停留时间以及氨氮摩尔比等因素影响下简化模型的准确性，与常用的SNCR两步总包反应模型相比，有显著的改进。在此基础上，将简化机制的化学反应速率计算程序以用户自定义函数的形式加入Fluent软件，用一维几何模型验证了在商业计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD) 软件平台上使用简化机制进行SNCR反应流数值模拟的可行性，并进一步对沉降炉SNCR过程进行了CFD模拟，研究了温度、扩散、湍流等因素对SNCR的影响，模拟结果与实验吻合良好。
基于欧拉–拉格朗日方法,建立水煤浆气化炉冷却管内合成气与熔渣颗粒流动、传热的相间耦合数学模型。采用O’Rourke方法处理熔渣碰撞聚并，采用离散坐标法模拟熔渣颗粒辐射传热。根据所建立的模型，对冷却管内合成气温度场进行了数值计算，与相关实验数据结果吻合较好。研究结果表明，由于熔渣的存在，使冷却管出口的温度提高；入口渣气比增大，一方面增强了整体辐射换热能力而强化辐射换热，另一方面提高了入口的总能而增大冷却管热负荷；熔渣在冷却管上半段内聚并现象显著，而下半段基本不发生聚并。
为分析两相流传热特性和实现流型可视化研究，以替代工质R134a凝结换热两相流动为对象，设计了一个由循环动力、冷热源、对比实验段、储液蓄能装置和数据采集系统等部分组成的环路。重点制作了卧式螺旋管和水平直管对比实验段、可视化电熔石英玻璃储液罐及流型观察实验段。调试运行结果表明，保温热损失小于5%，密封试压在 2.0 MPa条件下漏率小于6 kPa/24 h，电熔石英强度高、透明度好，适于流型观察；在压力0.20~1.30 MPa，质量流速61~ 550 kg/(m2×s)，干度0.02~0.52条件下拍摄到泡状流、弹状流、分层流、波状分层流和环状流等5种典型流型，并观察到一种介于波状分层流和环状流之间的波环状流的新流型。在调试运行范围内实验系统工作稳定可靠，满足中低压条件下两相传热特性和流型研究的要求。
基于有限体积法对三维定常不可压缩N-S方程进行离散，采用非结构化网格及2层k-e 湍流模型，在吹风比M为0.5，1.0的情况下，数值研究了气膜孔几何形状对涡轮叶片气膜冷却效果的影响，得到了气膜孔附近的流场分布。所选孔形为圆柱孔、前向扩张孔及新型月牙孔。结果表明：圆柱孔的冷却效率随着吹风比的增加而显著地降低。前向扩张孔的冷却效率优于圆柱孔，射流在展向上的扩展较广，在侧向孔间区域产生了较高的气膜冷却效率。月牙孔在不同吹风比下的冷却效率均高于圆柱孔和前向扩张孔，整体冷却效果最好。月牙孔和前向扩张孔不同程度地抑制了反向涡旋对的产生，提高了射流对壁面的贴附性，增强了壁面的冷却效果。
建立固体氧化物燃料电池微型热电联供系统的动态模型，并对平均电流密度扰动下该系统的动态行为进行仿真。系统中各部件的模型均是基于“节”和“控制体”的思想，通过应用摩尔数守恒和能量守恒建立。一些部件的分布参数特性和换热部件固体部分的热动态都在模型中得到考虑。仿真结果表明：部件对部件的影响是决定系统动态行为的重要因素；由于该系统利用催化燃烧器出来的热烟气为其上游的一些部件提供热能，因此系统的一些部件之间存在着相互影响；由于不同部件间热惯性的差异，系统变量的响应往往包含着快慢不同的动态过程；较大的换热面积造成空气预热器的热惯性较大，从而造成整个系统的动态响应时间都较长。研究工作有助于加深对固体氧化物燃料电池微型热电联供系统动态行为的认识，并为系统优化和控制设计打下基础。
