由于涡轮叶片所处的工作环境复杂，受到壁面及燃气辐射干扰，导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况，采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数，有效辐射等可靠性验证计算，验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数，叶片表面间的辐射换热计算，输出涡轮导叶的表面辐射特性分布，运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况；计算分析了不同误差影响机理下，含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况，探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明：当进口黑体辐射温度在1400~1800 K之间，进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素；利用有效辐射和所计算的误差分布可知，进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.82%；通过有效辐射及误差分布可见，出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小，受温度影响区域也主要为叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.35%；叶片表面发射率与温度成正相关，当叶片表面发射率增大时，叶片表面温度随之均匀升高，在真实工况下，叶片材料物性的改变较小，在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。

针对高热流密度固体激光器的散热问题，借助微机电系统（MEMS）技术，利用微通道/热源协同设计方法，换热器采用连续S型微通道，并利用歧管形成分层分段流动，研制出了一套微型紧凑的嵌入式歧管S型微通道散热器，并开展了实验研究。使用HFE-7100作为冷却工质，在发热面局部最高温度小于100 ℃、平均温升小于45 ℃的情况下，两相时可带走625 W/cm²的热通量，相比传统的歧管矩形微通道散热器提高了12%，但流阻增大了约56%；利用数值模拟方法，通过改变S型的振幅和波长，根据发热面平均温度、换热面平均努塞尔数、压降和综合性能因子来评估S型微通道散热器的结构参数对其散热能力和流动阻力的影响，寻找S型微通道的最优结构设计参数组合。结果表明该散热器的综合性能因子在一个特定的S型形状下存在最佳值。

大量现有研究表明，使用合适的表面改性方法能够强化沸腾换热效果，使其在压水堆内有着广阔的潜在应用前景。但对于堆内高温高压碱性环境，这种强化换热效果能否长时间维持却鲜有研究。使用激光加工的方式，在不锈钢板状试样表面分别加工微槽、微孔、微柱三种微结构，将试样置于模拟实际堆内工况的高温高压反应釜中开展长达200 d的腐蚀实验，并对腐蚀前后试样进行池式沸腾实验与可视化研究。结果表明：三种微结构试样表面临界热流密度（Critical Heat Flux，CHF）均随腐蚀时间的增加先升高后降低，其中微孔试样在核态沸腾起始有着最大的气泡生成速率，微槽试样有着最高的CHF。

低温应用的大功率器件需要设计高冷却效率的液冷室结构。采用计算流体动力学（CFD）方法模拟了以液氮-氮气两相流为制冷剂的空腔结构、微通道结构和扰流柱结构的流动与传热过程。结果表明，相比于空腔结构和微槽道结构，扰流柱结构具有较好的换热能力。圆形扰流柱易发展45°方向支流，而方形扰流柱结构有利于垂直方向流速均匀化。相较于平行排布，扰流柱交错排列时圆形和方形扰流柱结构中流速分布更为均匀。对比对流换热系数发现，交错排布优于平行排布，方形扰流柱优于圆形扰流柱。换热效果最好的结构为交错排布的2 mm方形扰流柱，对流换热系数为4223 W/(m²·K)，较空腔结构提高125.83%。采用上述结构进行测试验证，在107.6 W加热功率工况下冷头测温点温度与相同功率下仿真结果有较好的对应性。

影响脉冲磁体重频运行能力的关键因素是磁体的冷却速度。提出了一种脉冲磁体快速冷却方法：在磁体导体内开微小通道，在通道内注入液氮，通过增大导体与液氮之间的直接接触面积（换热面积）、液氮单相流动换热、液氮流动沸腾换热这三个途径来大幅提高导体的冷却速度，与此同时尽可能减小对脉冲磁体性能（磁场强度、脉宽和内直径）的影响。阐述了基于微通道内液氮流动、沸腾换热的脉冲磁体快速冷却方法的原理，开展了数值模拟和验证性试验，结果表明，对于25 T的20 mm口径脉冲磁体，采用快速冷却方法，30 s即可冷却至初始温度，为磁体仅浸泡在液氮中的冷却时间（600 s）的5%，冷却速度提高了19倍。

为探究印刷电路板换热器（PCHE）Z型通道中超临界CO₂的换热特性，在换热面积固定的前提下指导回热器优化设计，采用数值模拟方法对CO₂-CO₂耦合换热的局部和整体特性进行了分析，通过CFD计算得到典型PCHE结构和典型工况下回热器的换热特性，与实验结果进行对比，验证计算模型。并利用此模型计算具有相同换热面积、不同通道结构的回热器的局部和整体换热性能，厘清结构参数对换热性能的影响规律。研究表明，计算结果与实验结果吻合，当通道夹角从110°增加至115°时换热系数出现最大幅度的下降，根据不同的设计需求，最佳的夹角范围为110°～120°。

为掌握板状燃料组件内多个流道堵塞下的流动换热特性，获得流动堵塞致传热恶化的触发边界，以提高板状燃料反应堆的运行安全性，以典型板状燃料堆JRR-3M的标准燃料组件为对象，基于定性分析将流道堵塞事故分为非相邻流道堵塞与相邻流道堵塞两类，采用计算流体动力学软件ANSYS Fluent对两类流道堵塞事故下的流动换热特性进行模拟。模拟结果表明：非相邻流道完全堵塞或相邻流道最大堵塞率低于35%，流道内不会发生局部沸腾且燃料最高温度低于许用温度。基于上述结果，可确定JRR-3M反应堆在堵流事故下的安全运行边界。

液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷，但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案（Longitudinal forced convection），利用非定常边界条件的流?固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却（Cavity forced convection）、微通道传导冷却技术方案（Micro-channel conduction），针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下，该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达10⁴ W·m^?2·K^?1量级，且均匀分布。此外，通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器，实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合，冷却性能达到预期。

高功率全固态碟片激光器在运行中产生的热透镜效应会引起激光器输出功率降低、光束质量退变，针对该问题本文将多孔碳化硅泡沫和毫米通道引入到全固态碟片激光器的换热热沉中，并将其应用于多冲程泵浦的全固态碟片激光器.利用有限元分析软件对其结构模型参数进行了优化，当碳化硅厚度为2 mm，孔隙率为40%，入水口压力为4 kg（0.4 MPa）时，系统理论换热系数为1.51×10⁵ W/m²·K，实验测量结果为1.45×10⁵ W/m²·K，理论和实验结果较为接近，验证了理论模型的正确性.最后利用该新型热沉搭建了基于Yb：YAG的24冲程全固态碟片激光器实验装置，获得输出功率为393 W，波长为1 030 nm的连续激光输出，光-光转换效率达到52%，光束参数乘积为5.918 mm·mrad.