为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性，使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS（Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System）和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO₂（Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide）的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析，并据此进行了控制系统设计。在此基础上，对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明：该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感，需要加以控制；低负荷下旁通会使压缩机流量上升，需对压缩机流量加以控制；系统在控制方案下能以6% FP（Full Power）·min^-1的速度实现0%?100%的负荷变动，且可以在任意负荷水平下运行；甩负荷下系统的波动时间变长，但是仍可达到新的稳态进行工作，且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。

为更好的进行城市管廊结构抗爆优化设计, 深入研究管廊燃气爆炸动态响应特性极为必要。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA, 建立管廊结构的有限元计算模型, 采用等效内能法模拟燃气爆炸荷载, 研究燃气爆炸激发冲击波传播衰减规律及其对管廊结构的动态响应规律, 分析管廊结构破坏和反应特征。结果表明: 燃气爆炸冲击波随传播距离的增加, 峰值压力逐渐降低, 同时超压持续作用时间逐渐变短。冲击波在受限空间壁面的反射叠加造成其峰值压力在传播后期呈现略微增加趋势, 但整体上以多项式形式衰减。爆炸损伤部位主要集中在燃气仓墙角或结构突变位置, 燃气仓顶部设置泄压口, 可有效避免上部通行仓混凝土的损伤破坏效应。管廊结构墙角处刚度较大导致其振动响应程度较弱, 而墙面中部区域节点振动合速度可达到0.4 m/s。满仓燃气爆炸工况下, 管廊结构局部混凝土产生贯穿裂纹, 但并未出现整体结构性损坏。

提出和发展了适用于液体(水)环境的光热微驱动技术及光热微驱动机构(OTMA)。建立了水环境中OTMA膨胀臂在激光照射下的光热膨胀模型，基于有限元分析推导出膨胀臂的温升分布公式，并对长度1080 ?m、宽度90 ?m的膨胀臂在4 mW激光照射下的温升分布进行了仿真，理论研究表明了液体环境中光热微驱动技术的可行性。设计与微加工制作了一种对称型OTMA，在波长520 nm、功率可调的激光照射下，首次实现了液体环境中的光热微驱动，实验结果表明膨胀臂的光热偏转量随激光功率的增大而增加。进一步开展了在波长520 nm、有效功率4 mW、频率可调的激光脉冲照射下的光热微驱动实验，结果表明，对称型OTMA在频率0.9 Hz~16.4 Hz的激光脉冲照射下具有良好的动态响应，驱动量(偏转量)振幅在2.6 ?m~3.7 ?m之间变化，随激光脉冲频率的增大而减小。理论研究及实验曲线趋势表明，适当增大激光功率、提高激光脉冲频率，在液体环境中实现更大偏转量、更高频率的光热微驱动是完全可行的。本文研究拓展了液体环境中的光热微驱动技术，为微光机电系统及微纳米技术领域的应用提供了新的方法与途径。

采用有限元分析方法对激光冲击2024铝合金圆杆圆周曲面诱导的动态应力波及其残余应力进行了数值模拟。首先, 在ABAQUS/Explicit显式分析模块中模拟了峰值压力为2 GPa激光冲击波在φ16 mm杆中诱导的应力波的传播过程。随后, 在ABAQUS/Standard隐式分析模块中进一步计算在圆杆曲面上诱导的残余应力。在此基础上, 分析了圆杆直径的大小对应力波峰值衰减和残余应力分布的影响, 并进行了相关的试验验证。研究结果表明, 峰值压力为2 GPa冲击波在φ16 mm的杆中诱导的弹塑性的应力波, 应力波的峰值压力在400 ns时间内迅速衰减至250 MPa。冲击后, 在距光斑中心小于0.5 mm冲击区域内分布不均匀残余应力, 在光斑中心处形成了残余拉应力, 轴向S11值为42 MPa; 在半径为0.5~1.5 mm 的冲击区域分布着残余压应力, S11值大约在250 MPa。应力波在传播过程中, 其压力峰值衰减的速率随着杆径的增大而减慢, 表面形成的残余压应力均随杆径的增大而增加。

针对传统响应时间检测方法存在基准时刻不统一、依赖间接测量量的问题，提出了一种基于实际触发角检测的晶闸管控制电抗器(TCR)动态响应时间评估方法。依据过零切除固定电容器组产生阶跃参考量统一基准时刻，通过TCR实际触发角与下限值的比较确定响应时刻，进而直接评估响应时间。实验结果表明，该方法可有效应用于大容量TCR型无功补偿装置动态响应性能分析、评价。

作为中性束注入加热系统的核心设备，弧流电源的性能至关重要。打坑电路是弧流电源的重要组成部分，其动态响应特性及稳定性决定了弧流电源的性能。提出了一种用于弧流电源的新型打坑电路解决方案，能在150 μs内快速实现大电流的跌落和恢复，并且跌落和恢复过程中基本无过冲，用于转移的电子开关（比如IGBT）在开关过程中过电压小，可靠性高，吸收电路容易实现。该方案可以很好地替代传统的弧流电源打坑电路。

毛细管式封装光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)工艺会对其温度传感特性产生重要影响, 为了研究其影响机制, 分别采用改性丙烯酸酯和环氧树脂将受预应力的FBG封装在毛细锌管内, 进而利用方便且准确的水浴法进行温度传感试验。结果表明, 与没有进行任何封装工艺的裸光栅相比, 采用封装方法后, FBG的温度灵敏度大幅上升, 分别提高到21.87、35.13 pm/℃, 为裸光栅的2.3、3.6倍, 响应速度无明显变化, 中心波长也具有良好的稳定性。

针对智能**电源管理系统对开关闭锁和断开的要求, 提出了一种长脉冲敏感型微加速度开关。该开关带有齿形结构的悬空质量块和齿形导杆, 通过质量块和导杆在运动过程中相互碰撞实现能量耗散, 从而具有在高幅值窄脉冲加速度作用下保持断开, 在低幅值长脉冲加速度作用下可靠闭锁的功能。介绍了开关结构和工作原理, 对开关进行了理论分析和有限元分析, 并对开关模型进行了简化。采用UV-LIGA技术制作了开关样机, 利用样机试验和有限元分析相结合的方法验证了开关的功能。有限元仿真结果表明, 该开关在3 000 g/3 ms半正弦加速度作用下可靠闭锁。旋转台离心试验显示, 开关的静态闭锁阈值为2 385.3 g~2 475.6 g。落锤冲击试验和有限元仿真结果均表明, 开关在15 000 g/03 ms半正弦加速度作用下没有闭锁。得到的结果表明该开关满足设计要求, 能够应用于对加速度脉宽有区分要求的场合。

阐述了激光冲击强化(LSP)技术定量调控表面残余应力的最新研究动态，重点论述了激光冲击研究中的主要问题，指出激光与材料相互作用、表面残余应力、微观组织变化多尺度表征是激光冲击强化技术研究的新热点。在此基础上,对激光冲击强化技术在表面残余应力定量调控和海洋工程重型装备制造中的应用进行了展望。

为了简化半导体激光器电源的电路结构、提升其电能转换效率、实现输出电流的快速动态响应, 采用单管正激变换的并联交错技术, 设计出一种2kW单级变换的开关型直流驱动电源。测试并分析了电源的静态特性、动态特性及电能转换效率。结果表明, 电源的效率高达85%; 输出电流0A~100A的上升、下降时间仅为1ms; 满载100A工作时, 输出电流的纹波系数仅为0.04%。与两级串联结构的半导体激光器电源相比, 电源的效率得以提升, 输出电流的动态响应速度迅速, 满足激光加工的要求。