驱动器元器件的散热问题一直是斯特林制冷机在高温环境下稳定运行的主要限制因素。以某款斯特林制冷机为研究对象，通过具体的驱动器元器件的散热结构设计来优化其散热特性。通过试验验证了优化后散热结构的可靠性及散热提升效果。在热真空环境温度60℃条件下，应用这种散热优化结构的斯特林制冷机的驱动器元器件的平均温降约为718%。通过试验发现，在热真空环境温度60℃条件下，用紫铜作为背板材料的元器件的平均温度比用铝作为背板材料时约低905%；制冷机反向放置时元器件的平均温度比正向放置时约低1925%。本文设计的散热优化结构、试验过程及结果，对具体的工程实践具有一定的指导意义。

舰船尾流气泡具有尺度范围大、稀疏、离散等特征。利用蓝绿激光的海水穿透性能以及气泡对激光的后向散射特性，可以实现舰船尾流气泡的远场检测。舰船尾流的稀疏、离散特征导致气泡的激光散射回波信噪比极低，对光学接收处理系统及尾流信号处理方法带来了困难与挑战。建立了舰船尾流气泡的激光后向散射模型，通过蒙特卡罗仿真验证了不同水质、不同气泡距离和不同尺度气泡的激光后向散射特性，设计了可抑制近场水体强散射干扰的水下气泡激光测试分析系统，实现了激光能量与雪崩光电二极管接收增益间的匹配调节。针对室内和湖泊环境，开展了不同水质和光电探测参数下的尾流气泡检测性能测试，通过对数据进行统计处理分析得到了舰船尾流气泡的激光探测特征规律。设计的水下气泡激光测试分析系统可以实现对舰船尾流气泡的有效探测，为舰船尾流探测系统在不同水质环境下的工程应用提供了理论及数据支撑。

套筒灌浆连接是当前装配式建筑中受力钢筋的主要连接方式, 其灌浆质量是影响装配式混凝土结构性能的关键因素之一。运用压电陶瓷材料的驱动和传感功能, 该文提出了一种基于波动分析的套筒灌浆缺陷主动检测方法, 并通过试验验证其可行性, 通过数值模拟分析其机理。在套筒连接钢筋表面粘贴压电片, 测量健康试件和设置有不同尺寸缺陷试件上压电陶瓷传感器的输出信号, 并对小波包能量进行分析和比较。结果表明, 灌浆缺陷导致压电陶瓷传感器输出信号的电压幅值增大, 小波包能量指标与套筒灌浆缺陷尺寸大小相关。该法能对套筒内灌浆缺陷进行有效检测。

在大口径片状放大器系统中，非对称泵浦导致经过增益介质的激光束发生动态漂移。研究了泵浦场对称性(用钕玻璃长度方向中心左右两侧的泵浦能量比值表征)对光束动态漂移的影响，建立了理论模型并开展了实验研究。实验结果表明，当增益介质泵浦场的对称性约为1.038∶1时，泵浦致光束的动态波前倾斜值约为0.98λ(波长为1053 nm的激光经过六张钕玻璃片后的累积波前畸变量，λ=1053 nm)，375 mm光束口径下激光单次经过单钕玻璃片的动态漂移角度约为0.32 μrad，与理论模型吻合较好。激光装置全链路的分析结果表明，在基于反转器的四程放大构型中，累积的动态波前倾斜峰谷值约为2.78λ，漂移比例(漂移量与30倍衍射极限下的小孔直径的比值)约为2.14%。

利用柔性压电材料从流体的流动中获取能量已成为一个研究热点。该文研究了一种压电纤维复合材料(MFC)在水中摆动激励下的压电特性, 建立了MFC压电纤维片在水中摆动激励下的数学模型, 并结合MFC压电纤维片的压电输出机理得出影响MFC压电纤维片输出开路电压幅值大小的因素。最后设计搭建了MFC压电纤维片在水中摆动的试验台, 利用该试验台验证了模型的正确性, 并研究了MFC压电纤维片在不同摆动频率下的压电特性。结果表明, 在摆角幅值为10°, 摆动频率为1.75 Hz时, MFC的输出开路电压幅值取得最大值(600 mV), 继续增大摆动频率, 输出开路电压幅值逐渐减小。

为了对基于柔性压电材料的流致振动俘能装置的设计优化提供技术支持, 对一种压电纤维复合材料(MFC)的压电纤维片在弯曲摆动作用下的压电特性展开研究。首先理论分析了MFC压电纤维片的压电输出机理, 并建立了压电模型, 得出影响MFC压电纤维片输出开路电压幅值大小的各种因素; 然后设计搭建了一种基于步进电机的MFC压电纤维片往复弯曲摆动试验台, 利用该试验台研究了MFC压电纤维片在不同弯曲角度、弯曲摆动速度、基板、表面积等因素下的压电特性。研究结果表明, MFC压电纤维片的输出开路电压幅值随纤维片弯曲角度的增加而增大, 当输出电压幅值达到最大值, 继续增加弯曲角度, 输出开路电压幅值不会产生明显变化; 其输出开路电压幅值随压电片表面积的增加而变大; 弯曲摆动速度及基板对输出开路电压幅值影响较小。

针对传统的填充型导电复合材料内部导电网络难以精确构造问题, 首次将选择性激光烧结成型技术应用于填充型导电复合材料成型中, 首先利用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨骨架, 然后利用热压成型工艺实现多孔石墨骨架与酚醛树脂基体的复合, 获得了新型填充型导电复合材料。研究了Y字型类蜂窝多孔石墨骨架基本特征结构参数对新型填充型导电复合材料电学性能影响, 给出新型填充型导电复合材料Z方向电阻率计算模型, 最后设计实验进行验证。研究表明, 新工艺是可行的, 通过改变基本特征单元结构参数即可改变新型填充型导电复合材料内部导电通路数量及并串联方式, 实现了对新型填充型导电复合材料电学性能的主动调控, 这为填充型导电复合材料制备提供了新方法。

为了研究新一代舰载红外探测系统在海雾条件下的探测能力, 以黄海海雾为实验环境, 以非制冷型红外热像仪为探测器, 分别在不同强度的海雾中以不同性质的红外辐射源为探测对象进行了成像实验, 并结合红外辐射在海雾中的衰减模型进行了量化研究。衰减模型可分为物理模型和经验模型两大类, 分别对其在不同强度海雾下的衰减曲线进行了对比分析, 并根据实测结果进行了拟合分析, 结果表明: 在轻雾条件下, 实际观测的结果几乎与物理模型一致; 在较浓海雾条件下, 以经验模型计算的结果与观测结果相差较小; 而在特浓海雾条件下, 以经验模型计算的结果较接近于实际观测。