从Yukawa流体出发，采用化学缔合的统计力学理论建立了链状Yukawa流体的分子热力学模型，其亥氏函数由作为参考流体的硬球Yukawa流体的贡献和链节成键的贡献两部分组成.采用链长为2的链状Yukawa流体压缩因子的Monte Carlo模拟结果关联得到成键贡献项中空穴相关函数，对势能函数参数λ=1.8和λ=3.0时链长为4和8的链状Yukawa流体的压缩因子的预测与Monte Carlo数据能很好地吻合，比Wang和Chiew的微扰理论结果更好.

在CFX软件的基础上开发了用于混合过程计算的程序，并在流动场计算的基础上对单层涡轮桨搅拌槽内的混合过程进行了初步的数值研究.对速度场和浓度场联立求解与单独求解两种处理方法分别进行了计算，计算得到的浓度响应曲线与文献数据趋势一致，两种方法计算的混合时间变化规律一致，联立求解计算得到的混合时间略小于单独求解，但是联立求解的计算量非常大.计算结果表明：混合过程与计算采用的流动场密切相关；混合时间大小不仅与监测点位置有关，还与加料位置有关，在搅拌桨附近加料混合时间最小，在槽底部加料混合时间最大.

当前对于单段弯管内部流场的演变与发展情况已有众多研究结果，可是对于多段弯管组合下的流动情况分析并不多，特别是对于多段不同弯曲半径的弯管组合，其管段间过渡区域的流动体现了不同Dean数流动的组合，对于Dean数占主导地位的二次流动而言该数的变动对整个流动都会产生较大的影响.本文使用数值计算的方法分析了弯管特殊组合形式下管段过渡区域的流场演变情况，并分析了不同边界条件下该区域流场变动对内部流体微团运动可能产生的影响.结果显示，使用不同曲率的弯管进行组合，产生的流场对截面上的物质运动促进作用最明显.

用直角坐标系下有限体积法研究了二维矩形介质内辐射传递，散射相函数采用Legendre多项式展开.与其他文献的计算结果比较证明了本文有限体积法模型是可靠的.研究表明，相函数及反照率等对温度分布有影响.比较了线性各向异性散射与各向同性散射矩形介质内的温度场，对于不同的误差要求对应存在一个衰减系数及反照率取值区域，在该区域内选取物性参数则可以将线性各向异性散射简化处理为各向同性散射，从而方便了计算.

利用正交函数法对气体在具有任意截面形状的微尺度槽道内的充分发展层流滑移流动特性进行了理论分析，获得了任意截面形状微槽道内的速度分布和流动阻力特性的分析解，并以矩形微槽为例分析了微槽截面上的速度分布和阻力特性.结果表明：随Kn数的增加，由于壁面处滑移流动的影响，气体流经微槽的流动阻力常数小于大尺度理论预测值；理论分析解的结果与实验结果吻合较好，表明在一定的Kn数范围内Navier-Stokes方程在考虑了速度滑移后可以描述微通道内的气体流动过程；正交函数法在微槽内滑移流动的分析中是可行的.

纵向传热、温度场与物流分配不均匀对换热器效能的影响具有耦合关系，其中物流分配的不均匀会加剧其内部温度场分布的不均匀，增大换热器的纵向传热，导致其效能的下降，所以物流分配的不均匀在三者中对换热器效能的影响最为重要.因此，对引起物流分配不均匀的因素进行研究是板翅式换热器优化设计的重要内容.针对板翅式换热器内部流动特性对封头结构的影响进行了深入研究.研究发现：封头结构的影响主要体现在垂直于总管流动方向上.发现了封头结构的改进方法，通过改变封头结构的设计可以有效地改善换热器内部的物流分配.

对水平管内低压蒸汽冷凝现象进行了实验研究.考察了冷却水流量、温度恒定条件下热流密度、蒸汽压力、蒸汽流速对冷凝传热膜系数及总传热系数的影响关系，同时考察了总传热温差、蒸汽进出口温差及压降随热流密度变化的关系.关联出了相应的水平管内冷凝传热膜系数的计算式，计算值与实测值的偏差在±15%以内.

首次从气体的流场、液滴的碰合出发，用液滴粒径-位置联合分布模型描述了液滴群运动的特征，提出了错流型超重力旋转填料床中液滴的运动模型.采用四阶Runge-Kutta法计算，模型计算值与实测值吻合良好.

为了考察自行设计的微波萃取器是否符合连续生产时流体流动的要求，用激光多普勒测速仪测定了该萃取器内流体的轴向速度和切向速度，得到流体轴向速度和切向速度在内外环隙不同层数间的分布；考察了流体轴向速度在不同旋转度θ上的分布，讨论了入口流速Q的影响，并将测得的数据用Matlab软件编程绘出二维和三维图.将初步设计的微波萃取器的实验数据图与PHOENICS软件模拟的流场分布图作比较，两者吻合较好.利用PHOENICS软件对两次改进设计的微波萃取器作流场模拟和分析，得到两次改进设计对流场分布有较大影响.第2次改进设计使其内筒呈锥台，既能有效地吸收微波能，又能使流体内部形成大漩涡.

综合逆压突扩流动和浮力各向异性的流场特征，运用颗粒群理论，引入Shih的Reynolds应力通用本构关系建立了可实现性应力代数模型.在模型中引入涡扩散理论建立了扩散方程，解决了气液两相数值模拟中流型变化带来的复杂问题.运用该模型对气化炉洗涤室内流场进行了数值预报，并进一步量化分析了出口动量与最大下降深度和夹层内侧出口含气率的关系.

采用一种基于广义熵概念的Kolmogorov熵计算方法来提取时间序列的复杂性特征，进而对油水两相流流型进行表征，用Mackey-Glass方程作算例验证了该复杂性特征提取方法的可靠性.在此基础上对油水两相流实验电导波动信号的Kolmogorov熵表征结果进行了分析，指出Kolmogorov熵对流型转变的敏感性，并且发现其结果与先前研究的时间序列电导波动信号功率谱复杂性特征及分形和混沌表征结果较好地对应和统一，表明了Kolmogorov熵对油水两相流流型变化具有敏感的“指示器”特性.

通过双氧水催化分解反应动力学研究，显示磁化合成铁氧体具有较高的催化速率.利用高分辨分析电镜和电子能量损失谱测试了其显微形貌、化学组成和微区晶体结构，探讨了催化作用机理.

针对PX高温液相催化氧化过程的特点开发了一套气液固三相反应实验技术，进行了氧化过程的动力学实验研究.根据自由基反应机理和Co-Mn-Br三元催化体系的作用机制对PX氧化过程进行了深入的剖析，分析了芳烃中甲基和醛基的各步氧化机理及其与催化剂循环之间的耦合作用.在此基础上推导出关于反应物浓度的动力学模型，并根据实验数据计算出各动力学参数.

基于ΔL定律推导了晶体线性生长速率的数学表达式，利用已建立的溶液间歇结晶动力学实验研究手段实现了溶液透光率和浓度的在线测量.利用经验模型关联线性生长速率和相对过饱和度求取了生长动力学参数，并与文献值进行了比较.结果发现：对于自发成核结晶过程，综合动态透光率、过饱和度和经验模型可对成核和生长阶段进行定性识别.

通过对气液湍流系统中气泡的动力学行为进行分析推导出气泡破碎速率与聚并速率的表达式，在此基础上建立了描述气泡分散特性的粒数衡算模型.求解粒数衡算方程可以计算精馏塔板上气泡的粒度分布以及气液相界面积，模拟计算的结果与实验测量的数据相当一致，证明可以利用粒数衡算模型较准确地预测气液湍流系统的分散性质.

通过对换热网络的定性分析提出了换热网络优化改进的4条规则：①控制变量应对调节变量反应灵敏；②选择的调节变量数应小于或等于控制变量数；③一组控制变量应有一组调节变量相匹配；④如果在标准操作条件下现有换热网络是最佳的，而且改进过程中对它做最小的改变就使换热网络适合当前的或多周期操作条件, 那么该改进费用一定是最小的，因此这种改进就是最佳的.根据上述规则，结合换热网络的灵敏度分析建立了换热网络优化改进及控制的数学模型和求解方法，给出了换热网络优化改进的步骤，通过实例计算及应用证明本文所提方法正确、可靠、有效，可在解决实际工程问题中使用.

以色氨酸为例，考虑氨基酸解离和在中空纤维膜内扩散传质建立了氨基酸中空纤维膜分配色谱理论模型.该模型采用完全独立的模型参数，模拟结果与实验数据吻合较好，验证了模型的可靠性.理论计算表明流动相的pH值与局部氨基酸浓度密切相关；理论和实验结果表明，流动相离子强度对氨基酸的保留行为有很大影响，采用梯度洗脱的方式可以改善洗脱峰形，提高色谱柱的分离度.

利用管式电炉、X射线衍射仪、压汞仪和SEM扫描电镜研究了电石渣在1200℃高温下动态煅烧及烧结过程中的微观结构变化.发现电石渣主要由含量大于80%的Ca (OH)₂以及少量CaCO₃、α-SiO₂和α-Fe₂O₃晶相组成，高温煅烧后其主要晶相变成CaO.在1200℃下煅烧及烧结过程中，随时间增加电石渣的平均孔径逐渐增大，比表面积逐渐减少，总孔容积先增大后减少.高温长时间烧结后，电石渣表面由许多膨胀变形的类哑铃形CaO晶粒结构组成，且大小均匀、排列有序、边界明显.

用脉冲进料固定床微分反应器对两种代表性石油焦的燃烧情况进行了研究.由于石油焦成分比较复杂，其燃烧过程不十分稳定，呈现多阶段燃烧现象.通过实验得出了各阶段燃烧反应动力学方程、烟气中CO/CO₂摩尔比变化方程和不同温度下的有效燃尽率.

为比较狭缝孔、纳米管两种典型碳基吸附剂的储氢性能，应用非局域密度泛函理论、微观物理学、吸附平衡原理、典型吸附剂储氢试验结果计算并分析了典型碳基吸附剂的氢等量吸附热.结果表明，两类吸附剂的氢等量吸附热相差不大，等温线变化规律相似，并且只有在低温（液氮）、适度压力时吸附储氢的质量密度才有望达到DOE标准.