随着航天回收系统应用需求越来越广，回收物质量也越来越大，对翼伞面积的要求越来越高，超大型翼伞开始受到广泛的关注，然而目前国内外对超大型翼伞的研究较少。对此，文章以超大型连续翼伞和超大型组合翼伞为研究对象，分别对其进行物理建模。采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）的方法，基于k-epsilon湍流模型，分别计算在无下拉、单侧下拉、双侧下拉时超大型连续伞和超大型组合伞的气动特性。研究发现，超大型组合伞在组合处有很明显的气流补充，可以减缓流动分离的情况，增大失速迎角，更适合大攻角的飞行任务，适用范围更广。研究成果可以为以后超大型翼伞的选型提供一定的参考。

铅铋冷却环形燃料组件具有许多安全性优势，但在其运行过程中由于铅铋冷却剂的腐蚀作用，易发生堵流事故而导致传热恶化，从而危及第一道屏障的完整性，为此，亟须开展铅铋快堆环形燃料组件堵流事故研究。建立5×5单盒环形燃料组件模型，基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）软件Fluent对内外通道不同堵塞面积、堵块厚度，以及堵块轴向位置下的堵流工况进行模拟分析，分析了内外包壳温度分布、堵块附近流场的轴向速度分布、通道质量流量变化、堵塞处燃料元件径向温度分布以及热量分配，并与正常工况下计算结果进行对比。结果表明：随堵塞面积增加，堵塞区域包壳温度显著上升，回流区域范围扩大，燃料芯块最高温度点位置向堵块侧偏移，堵块侧热流密度减小；当堵塞份额较大时，随堵块厚度增加，各参数变化与上述结论类似；堵块位于入口处时包壳局部温升较堵块位于中心处时更小；且随堵塞面积、厚度的增加以及堵块位置向活性区入口的不断靠近，内通道流量损失程度明显增大，而外通道流量几乎不受影响，因此，内通道发生堵流事故时危害更为严重。

环形燃料采用紧密栅结构，燃料棒束内沿周向的温度分布存在明显不均匀性现象。本文基于ANSYS FLUENT建立了环形燃料组件计算流体力学分析模型，分析不同栅径比下正方形与六边形环形燃料组件流动换热特性，研究组件内环形燃料外周向温度分布不均匀性。研究发现：适当增大栅径比有利于环形燃料外周向温度的展平，正方形组件栅径比在1.07~1.09之间较为合适；六边形组件环形燃料外周向温度分布不均匀性略低于正方形组件，栅径比可选择在1.06~1.09之间。增大栅径比对棒间隙处温度的均匀性改善最明显，对近壁面处的温度均匀性改善次之。研究结果可为环形燃料的优化设计提供参考。

随着更高的需求和科技发展推动航空飞行器工作速度的提高，航空光学成像的机动、灵活等特点显现更加突出，但实现高质量、高分辨率成像的技术难度也极具挑战性。飞行器与高速气流之间的复杂作用产生气动光学效应，光波或光束经过复杂流场与光学窗口时受到强干扰，为此吸引了众多科学家开展多学科交叉融合的相关研究工作，取得了大量的研究成果，为试验测试和工程实践提供了有力支撑。文中从气动光学流场与光学窗口两方面的计算研究入手，详细综述了气动光学传输效应的研究进展，归纳总结了相应的计算方法，综合当前技术发展趋势给出航空光学成像气动光学传输效应计算研究的思考和建议。

液态燃料熔盐堆的堆芯流量分配设计是其热工水力设计中的重要一环，目的是实现堆芯流量分布与功率分布的匹配，消除堆芯内的热点，而堆芯的水力结构设计对堆芯流量分配起着决定性作用。本研究建立了液态燃料熔盐堆的1/12堆芯模型，使用ANSYS FLUENT16.0软件进行了三维流场数值模拟，通过调节上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室结构和流量分配装置进行优化，最终实现堆芯流量分布与功率分布的匹配。结果表明：增加上腔室高度可以平衡内外通道的流量分布差异，改善流量分布均匀性；增加下降环腔宽度可以减缓环腔出口处的下腔室涡流，同时展平流量分布，使流量与功率更好的匹配；增设导流围筒的圆柱型下腔室结构可以更好的抑制下腔室涡流，同时使流量分布更趋于平缓。基于上述分析，最终确定了最优的半椭球型上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室几何结构与尺寸等参数，并设置倾斜非均匀孔径分布的导流围筒。以上结果对液态燃料熔盐堆的工程优化设计具有参考价值。

为解决气液分离问题，提出了粒径可控离心分离的设想，即通过某种雾化技术产生粒径可控的液滴，然后根据液滴的粒径确定气液分离所需要的离心力，在高速旋转的叶片所产生的离心力作用下液滴一边与气流发生反应一边完成气液分离。为验证这一思想，搭建了一台旋流喷雾式单重态氧发生器（TFA-SOG），并通过计算流体力学模拟和实验对这台TFA-SOG进行了研究。研究结果表明，模拟的气液分离效率与实验的相一致，粒径可控离心分离的设想是可行的。

针对高速流场下凸台周围的气动光学效应，对不同马赫数下的三种凸台形状周围的流场进行仿真计算，计算得到流场的密度变化，计算了光线经流场传输后的光程差。仿真结果表明：随马赫数增大，光程差逐步增大；同等条件下，不同出射角度对应的光程差不同，凸台存在强烈的尾流区域，从而导致较大的光程差；在马赫数达到跨音速时，凸台顶端也会产生较大的光程差；曲率较小的凸台结构对周围流场的影响较小。