耐高温陶瓷材料氧化钇部分稳定的二氧化锆（Yttria Partially Stabilized Zirconia，YSZ）以其优异的隔热、抗高温氧化等特性，近年来在核电**、航空航天等领域得到关注。本研究基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic，CFD）方法，建立了关于超音速喷涂（Supersonic Atmospheric Plasma Spraying，SAPS）等离子流场三维模型，分析了不同喷涂参数在拉伐尔喷嘴中产生的射流特性和飞行粒子的熔化和受力状态。当喷涂参数从71 kW降低到36 kW，喷涂功率降低了49.2%，等离子体射流的最高速度降低了8.5%，最高温度降低了22.2%；使用在线监测设备Spray Watch 2i（Osier，Finland）对飞行粒子的速度和温度进行在线实测，与模拟结果的对比表明：两者的相对误差在15%以内，模拟与试验结果得到了有效地相验证，这为核反应中的耐事故燃料包壳所需的高性能隔热涂层结构的精确控制提供理论指导。

为解决多维计算程序对铅铋堆主回路进行长时间模拟时所需计算资源庞大的问题，基于自主开发的一维CFD程序，将零维点堆动力学模型及二维燃料棒传热模型集成到其中，并进行多物理场耦合，开发了一款适用于池式铅铋堆的系统分析程序。使用OECD/NEA发布的加速器驱动次临界系统（ADS）失束事故国际基准例题，对所开发程序进行稳态以及瞬态验证，以确保模型准确性。验证结果表明，所开发程序在关键参数上与发布结果吻合较好，且所需计算资源明显小于多维程序，证明了该程序可以对池式铅铋堆进行初步的热工水力及安全分析。

为研究BK7玻璃孔加工过程中出口破损的形成机理，本文在对破损形貌进行显微观测的基础上，基于断裂力学理论，分析了工件加工面所受载荷随裂纹扩展过程的演变规律及其对出口破损形成过程的影响；采用光滑质点流体动力学法对出口破损的形成过程进行了数值模拟，研究了出口破损的形成机理。结果表明：出口破损可分为初始裂纹区及扩展裂纹区，挤压载荷和弯矩的耦合作用驱使初始裂纹沿圆周方向扩展，显著增加了裂纹的倾斜角度和破损宽度，导致破损表面产生大量散射状条纹；借助光滑质点流体动力学法实现了对出口破损形成及脱落过程的数值模拟，发现初始裂纹贯穿整个未穿透厚度，刀具的瞬时切削力减小了78%；并且随着裂纹间歇性地沿圆周方向扩展，刀具切削力呈现出剧烈的周期性波动特征。

为分析喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的热特性，设计用于冷却复合陶瓷薄片的喷流冷却系统.利用湍流换热理论和计算流体动力学仿真方法建立喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的流固耦合热仿真模型，定义评价其冷却能力和冷却均匀性的定量参数.根据该仿真模型得到喷流冷却系统的最优设计参数，并进行实验验证.使用163孔喷板，流量为0.2 kg/s，入口温度为20℃，在1 200 W泵浦时获得359 W激光输出功率，并测得复合陶瓷薄片上表面的最高温度为92℃.激光输出功率与复合陶瓷薄片上表面温度均与泵浦功率呈近似正线性关系，且温度的实验值与仿真值相符度较高.