为了提高半圆柱阻流体无阀压电泵的流量，结合锥形腔的流阻不等特性，该文设计了一种半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵，并建立了其流量的理论公式。数值模拟了该泵的泵腔流速分布，对比分析了其与半圆柱阻流体无阀压电泵的阻力特性。模拟结果表明，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵能实现流体的单向输送，且其输送能力优于半圆柱阻流体无阀压电泵。制作了两种泵的样机并进行了流量和压力差试验。试验结果表明，在驱动电压220 V下，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵的最高流量和压力差分别为30.96 g/min和394 Pa，与半圆柱阻流体无阀压电泵相比，其流量和压力差均得到提高。

针对复杂的火星大气环境，基于T-matrix理论，对三种非球形火星沙尘粒子的散射特性进行了研究，计算了服从对数正态分布的非球形火星沙尘粒子的散射特性，分别在有沙尘暴和无沙尘暴两种条件下，分析非球形火星沙尘粒子的传输衰减和透射率随粒子数浓度、波长以及高度的变化趋势，并与球形粒子进行对比.结果表明：非球形与球形粒子的消光效率因子和散射效率因子存在较大差异，两者之间的最大差值分别为1.786 8和1.761 9，而切比雪夫粒子的散射特性与球形粒子最接近；当入射波长为0.55 μm时，火星上沙尘粒子群整体的散射主要集中在前向40°以内，且非球形与球形粒子在前向60°以内散射强度基本相等，大于60°时非球形的散射强度比球形粒子高；非球形火星沙尘粒子的传输衰减和透射率（随波长、粒子数浓度和高度）的变化趋势与球形的基本一致，且其尺寸的比值越接近于1，传输衰减和透射率越接近于球形粒子的值.

对火星沙尘气溶胶粒子进行分析, 利用对数正态分布拟合了火星沙尘的尺寸分布.分别用Mie理论和Monte Carlo方法研究了不同波长的激光在火星沙尘条件下的传输特性, 分析了火星上沙尘条件下的传输衰减、透射率和能见度随粒子质量浓度的变化关系, 给出了波长为0.55 μm时能见度随粒子质量浓度的变化曲线, 并将两种方法的计算结果进行了比较.结果表明: 随着粒子质量浓度的增加, 能见度先迅速降低后再缓慢降低并趋于2 km左右, 粒子浓度越高多次散射现象越明显, 利用Monte Carlo方法计算的能见度比Mie理论计算的结果更高.在选择的几个波长中, 沙尘条件下7.46 μm的激光传输衰减最小, 因此更适合火星无线激光通信.

为了研究光源面分布对激光针灸经穴组织的漫反射传输影响，利用激光针炙在穴位组织中虚拟点源的镜像点源分布函数、并引入格林响应函数，外推边界条件求解得到点光源的漫射方程解，由人体穴位4层介质组织的一系列虚拟点源的响应得到不同空间分布光源下人体穴位的激光针炙漫反射模型; 采用蒙特卡罗方法模拟了圆平面、光纤及高斯分布的面光源激光针灸。结果表明，无光斑时3种光源的径向光能主要集中在近激光针灸点区域，径向距离大于0.135cm，3种光源卷积曲线重合，圆平面和高斯光源的轴向光能呈负指数衰减，光纤光源呈直线下降; 存在光斑时面光源的漫反射与光斑面积成反比，等光斑面积下圆屏光斑比圆环光斑的组织漫反射大，光斑垂直投影处漫反射曲线存在明显畸变，投影外畸变与距离成反比，达到0.5个光斑半径距离时畸变基本消除。该结果可为穴位针灸的光源选取与针灸定位提供有益参考。

针对远距离红外探测目标信号的不确定性问题，提出一种稳健的红外信号匹配滤波新算法.定性分析了红外探测目标的有用信号谱畸变来源，基于巴什瓦定理建立了目标信号的不确定谱模型，并分析了信号谱畸变的相关因子.利用极大极小方法构建稳健匹配滤波的信噪比输出鞍点解，并基于内层极大和外层极小的二层遗传优化算法求解鞍点解和最不利信号频谱，采用经典匹配滤波设计方法得到稳健匹配滤波传输函数.仿真结果表明，弱背景噪音下稳健匹配滤波器的信噪比对接收信号畸变表现出不敏感特性，谱能量畸变的信噪比最大损失比例最高，谱相关峰畸变次之，谱相关畸变最少.

本文在分析和研究蚁群算法原理、算法实现过程的基础上,针对多膜料设计,以1200～1600nm波段内带通滤波器、1200～1600nm波段内截止滤波器、600～1000nm波段内截止滤波器和400～800nm波段内截止滤波器等4个滤波器实例为优化对象,以理论反射率和实际反射率之差最小为目标函数,采用蚁群算法和MATLAB语言编制了膜系初始结构优化设计的仿真计算程序,计算机仿真结果准确,证明了蚁群算法应用于膜系设计的可行性.