采用分子动力学方法研究了氦辐照对金属钨传热性能的影响，从原子尺度分析了单晶钨与多晶钨的热导率随氦含量的变化及其微观机理。结果表明：随着氦原子从0增加至500，钨中的缺陷对数目呈先增加后减少的趋势，单晶钨中氦原子为230个时缺陷对数目达到峰值123，多晶钨中氦原子为480个时缺陷对数目达到峰值124；钨金属的晶体结构从bcc转变为bcc、fcc和hcp等多种结构共存。钨的热导率随氦含量增加波动明显，总体呈非线性减小趋势，在氦含量为0.75%时，单晶钨和多晶钨的热导率分别下降1.44%和1.3%。氦辐照下钨金属内缺陷的产生、聚集及晶体结构的变化是其热导率下降的主要原因。

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂，受到壁面及燃气辐射干扰，导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况，采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数，有效辐射等可靠性验证计算，验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数，叶片表面间的辐射换热计算，输出涡轮导叶的表面辐射特性分布，运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况；计算分析了不同误差影响机理下，含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况，探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明：当进口黑体辐射温度在1400~1800 K之间，进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素；利用有效辐射和所计算的误差分布可知，进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.82%；通过有效辐射及误差分布可见，出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小，受温度影响区域也主要为叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.35%；叶片表面发射率与温度成正相关，当叶片表面发射率增大时，叶片表面温度随之均匀升高，在真实工况下，叶片材料物性的改变较小，在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。

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。

结合蜂窝结构传热机制与复合材料烧蚀机制，研究了蜂窝夹芯复合材料结构在激光辐照条件下的热响应。针对典型蜂窝单元，建立了细观导热及烧蚀理论模型。基于有限元软件热分析模块和二次开发程序构建了蜂窝夹芯结构的高温传热数值模型，考虑了热物性参数的非线性变化、树脂热解和纤维烧蚀过程。采用连续激光作为加载热源，设计并开展了大气环境中蜂窝结构的热烧蚀实验，获得了蜂窝结构的动态烧蚀特征。结果表明，蜂窝夹芯复合材料结构在激光功率密度为10² W/cm²量级时具有良好的抗烧蚀能力，数值模型能够较为准确地模拟激光加载蜂窝结构过程中的烧蚀温度和树脂、纤维的烧蚀情况，并获得较为真实的烧蚀形貌。

An immersed liquid cooling slab laser is demonstrated with deionized water as the coolant and a Nd:YAG slab as the gain medium. Using waveguides, a highly uniform pump beam distribution is achieved, and the flow velocity distribution is also optimized in the channels of the gain module (GM). At various flow velocities, the convective heat transfer coefficient (CHTC) is obtained. Experimentally, a maximum output power of 434 W is obtained with an optical–optical efficiency of 27.1% and a slope efficiency of 36.6%. To the best of our knowledge, it is the highest output power of an immersed liquid cooling laser oscillator with a single Nd:YAG slab.

熔盐堆作为第四代先进反应堆的重要堆型之一，以高沸点熔盐为核燃料熔融载体，具有高温输出、常压操作等特点。而基于温差发电的热管熔盐堆，兼具了熔盐堆、热管和温差发电的优势，具有输出温度高、热电转换效率高、结构简单及安全可靠等优点，在能源系统领域具有极大的优势，是外太空及深海探测任务的理想能源。但因堆芯熔盐低热导率而形成的热管密集排布给热管冷凝段的温差发电传热设计带来了难题。针对该堆型设计需求，本文提出适于熔盐堆的热管-温差发电耦合系统结构并进行了传热分析。堆芯热管冷凝段采用塔式温差发电系统结构设计，整体热端座与堆芯热管冷凝端相配合，形成从下至上的第1层至第N层热段套；冷端座套置于热端座外，内设冷端热管通道；热端座的外侧壁与冷端座的内侧壁之间贴有温差发电片，发电片间隙采用保温棉减少漏热。采用Ansys Workbench开展了适于热管熔盐堆的4层塔式温差发电系统传热仿真模拟，分析表明：系统运行的高温热管最高温度为696 ℃时，整体塔座温度分布均匀，热量有效利用率大于96%，系统漏热量小于4%，发电片两侧温差大于490 ℃，利于提高热电转换效率，设计具有可行性，有利于推动温差发电在热管熔盐堆中的应用。