针对新型舰炮**与先进制导弹药的技术特点, 提出了融合普通弹药与防空导弹优点的制导炮弹拦截空中目标的思路, 构建了防空制导炮弹的杀伤空域数学模型。根据防空制导炮弹外弹道的特点进行外弹道建模; 基于外弹道模型, 分析杀伤区、发射区的影响因素, 建立杀伤区、发射区的数学模型; 构建了零航路捷径的垂直杀伤区数值模型, 设计了一种快速生成不同航路捷径上垂直杀伤区数值模型算法; 并针对具体实例进行了数值化仿真分析。仿真实例分析表明, 随着目标航路捷径的增大, 炮弹的垂直杀伤区范围逐渐减小, 构建的防空制导炮弹杀伤空域模型合理有效, 对防空制导炮弹的作战使用具有较大的应用价值。

北方除冰盐地区和临海地区的混凝土耐久性问题显著。冻融循环作用会粗化孔隙结构，促进氯离子传输；另外，温度的降低会使孔隙溶液结冰，阻碍离子传输。而氯盐浓度的改变也会影响孔隙相变，进而再度作用于离子传输。针对这一复杂的耦合过程，本工作提出了冻融过程中孔隙溶液结冰率计算模型，进而分析溶液结冰对离子传输的影响，并建立经过多组第三方试验验证的冻融-离子传输的多相数值模型。结果表明：混凝土的结冰率及氯离子浓度均随着冻融循环次数的增加而增大；冻融温度及冻融持续时间对氯离子的传输具有重要影响；外界盐溶液浓度的增加虽有利于孔隙结冰温度的降低和结冰率的减小，但总体上仍加速氯离子的传输，加速混凝土耐久性的恶化。

“零”水泥制备的碱激发混凝土(AAC)因其具有快硬高强、耐久性好等优异性能，已被认为是一种具有广泛应用潜力的新型绿色胶凝材料。氯盐侵蚀是引起钢筋锈蚀从而导致钢筋混凝土结构耐久性失效的主要原因之一，尤其是在海洋干湿循环区域。因此，开展干湿交替作用下AAC的氯盐侵蚀性能分析对其耐久性理论的发展具有重要意义。将AAC与C50混凝土进行对比，通过自设计的干湿循环全自动实验装置，研究了干湿循环时间比(3.0:1.0、11.0:1.0、85.4:1.0)和暴露时间(30、90、180 d)对AAC氯盐侵蚀性能的影响；基于此，建立了干湿循环作用下氯盐侵蚀理论模型，并进行数值计算与模型验证。结果表明：AAC氯离子含量明显少于C50混凝土，这是由于AAC具有较小的孔隙率和致密的孔隙结构，内部的孔径明显小于C50混凝土，从而表现出更好的抗氯盐侵蚀性能；随着干湿循环时间比的增加，混凝土表面氯离子浓度和表观氯离子扩散系数都呈现先增大后减小趋势；经验证，利用所建立的干湿循环作用下非饱和混凝土氯离子传输模型的数值计算结果与试验结果吻合较好。

混凝土的宏观力学行为取决于材料组成及其性质。本文基于键基近场动力学理论建立了多相非均质性的混凝土细观尺度数值模型, 研究了单轴拉伸作用下混凝土的宏观力学性能和断裂过程。通过改变粗骨料含量、砂浆强度、粗骨料强度以及界面过渡区强度对模型合理性进行了验证。结果表明: 软化段之前的应力-应变曲线能够被很好重现, 能准确描述混凝土在单轴拉伸作用下的力学性能和断裂过程; 调整数值模型中各相材料的力学参数能够合理模拟出不同类型的混凝土在单轴拉伸作用下的断裂过程。

傅里叶红外光谱（FTIR）是材料表征的一种重要手段, 然而受限于光的衍射极限, 传统傅里叶红外光谱仪的极限空间分辨率在微米量级, 无法应用于纳米材料的表征。 纳米傅里叶红外光谱（Nano-FTIR）是一种新兴的超分辨光谱表面分析技术, 其以纳米级空间分辨率、 宽光谱范围和高化学灵敏性的特点在纳米材料表征研究中展现了巨大的潜力。 定性及定量的研究Nano-FTIR信号高空间分辨的来源和系统中光谱信号的提取过程, 可以为Nano-FTIR仪器的设计研发和样品光谱表征结果的解释提供重要依据。 该研究从典型的仪器结构和基本的工作原理出发, 在多物理场有限元分析软件COMSOL中建立了等效研究模型, 并对模型的重要细节和数值计算过程分别进行了说明。 在仿真研究中, 首先基于麦克斯韦电磁波理论计算了模型空间的电磁场增强情况, 再模拟了探针在介电常数差异巨大的两种材料交界处的“线扫”过程, 探讨了针尖近场增强信号的空间分辨率。 随后, 以探针与样品的散射功率为数值模型的研究对象, 仿真了探针“轻拍”对信号的调制和解调提取的过程, 并讨论了不同入射倾角和解调频率对光谱信号提取的影响。 最后, 为了验证模型的合理性, 仿真了20, 100和300 nm三种厚度SiO2薄膜样品在900～1 250 cm-1波数范围的光谱响应, 并将仿真得到的光谱与实测结果进行了对比。 结果表明随着样品厚度的增厚, 光谱信号得到相应的增强, 模型预测的谱图与实测谱图波形与波峰位置较为一致, 且与以往一些文献中采用针尖-样品间电场强度表示针尖处散射信号强弱的方法相比, 获得的谱图在峰形上更为接近。 提出的数值模型可用于Nano-FTIR光谱的预测, 此外, 模型也具有一定的通用性, 可以为其他基于散射型近场光学显微（s-SNOM）技术的太赫兹光谱技术和针尖增强拉曼光谱研究提供一定的借鉴。

随着现代红外技术的不断成熟和日臻完善，直埋热管道面临的红外侦察监视和制导**的威胁日益增大，为此必须加强直埋热管道的热红外伪装技术研究。本文利用传热学原理，通过建立直埋热管道温度的数值模型，分析了管道埋深、冷热流体混合和包覆保温材料等措施对热红外伪装效果的影响，分析结果对直埋热管道的热红外伪装设计具有重要的参考价值。

压电单晶复合材料具有高压电常数、高机电耦合系数和高水声优值的优点, 是制备下一代高性能水声换能器的关键材料。不同类型水声换能器对压电材料的性能要求不同, 如何根据器件的具体应用需求, 对压电单晶复合材料的结构和性能进行设计具有重要的意义。为了能够准确选取压电单晶复合材料中压电相与聚合物相两相材料特性、体积分数、宽高比等参数, 本文提出了一种将解析模型与数值模型相结合的综合设计方法。实验结果证实, 该方法可以准确高效地预测1-3型压电单晶复合材料的振动模态及宏观等效性能参数, 实现以器件性能为指导的压电单晶复合材料设计。

蓝绿激光在水下目标精细探测中具有重要的应用前景。基于端面圆周的快速数值遍历算法, 通过建立扫描光束与运动目标的交会方程, 对水下目标的激光扫描探测过程进行了数值建模。结果表明: 目标穿越光束扫描区的最短时间并非出现在迎头相遇的交会情况中。其次, 通过采用蒙特卡罗模拟, 仿真分析了脉冲频率、扫描频率、扫描半角以及目标距离对探测概率的影响, 并得出扫描参数的最优设计。文中建立的数值模型可为水下激光探测系统的合理设计提供理论依据。