浅静脉清晰成像对于透析患者动静脉内瘘术前手术路径规划和术中引导手术治疗等具有重要作用，对临床疾病的诊断和治疗具有重要作用。目前临床上常用的血管成像方法能够清晰地实现血管的成像，但对静脉血管网的成像效果难以满足临床需求。笔者利用临床获批的荧光染料吲哚菁绿（ICG）开展了前臂血管的近红外二区（NIR-II）荧光成像，结合人工智能算法获得分辨率更高的血管NIR-IIb荧光图像，更准确地描绘浅表细小血管的直径。在此基础上，笔者继续结合Fluent流体仿真模拟方法，辅助医生在术前判断主干引流静脉，并在术中结扎中选择主干引流静脉进行保留，对大侧枝引流静脉进行结扎，提高患者肾透析血液通路手术的成功率。利用荧光血管造影技术结合模拟方法引导肾透析血液通路手术将桡动脉接入头静脉，手术的早期通畅率为100%（8/8），而接受常规手术的对照组的早期通畅率为73.33%（11/15）。本研究验证了NIR-II荧光血管造影技术的安全性和有效性，并在此基础上进一步验证了荧光成像结合人工智能算法在肾透析血液通路手术中潜在的应用价值。

为分析粗糙表面参数对激光散斑统计特性的影响规律,需研究激光散斑与目标材料间的映射关系。通过计算机模拟了具有不同均方根粗糙度、相关长度、偏度、峰度特性组合的随机粗糙表面,并基于激光散斑场的理论模型对由这些随机表面生成的激光散斑图案进行了分析与处理。结果表明,各项表面特征参数均会对激光散斑场统计特性产生影响,且不同表面参数组合下形成的激光散斑场表现出了极大的特异性。因此,所研究的激光散斑统计特征或可作为区分材料表面的有效信息在未来加以利用。

提出了一种可实现一维移动和二维转动(1T2R)且含有冗余支链的三自由度并联机构, 基于该机构设计了一种新型的海浪发电装置。对装置的浮子进行了运动学分析, 定量分析了浮子形状和尺寸对波浪能量采集效率的影响。推导了机构的位置反解, 建立了机构的速度、加速度映射关系, 并进行了运动学仿真。分析机构的工作空间, 针对海浪发电装置的实际应用情况定义了运动学性能评价指标, 绘制了工作空间内的性能指标分布图。研究结果表明: 圆柱体浮子适用于波浪周期变化较小的海域, 球形浮子适用于波浪周期变化较大的海域, 机构的工作空间满足海浪发电装置浮子的运动要求, 且在工作空间内运动学性能良好。该研究为本机构的动力学分析、结构尺度优化及样机研制提供了理论基础。

建立了用于生长直径为15.24cm(6inch)的Ga2O3材料的氢化物气相外延(HVPE)生长腔的二维几何模型，对Ga2O3材料的生长进行了数值模拟。依次优化了GaCl进气速度、O2进气速度、喷口到衬底间的距离等关键参数，在较高生长速率下使衬底上的Ga2O3膜厚相对均匀度达到7.02%。此外，对仿真中不同的反应活化能设置进行了对比实验，发现活化能参数虽然对平均生长速率有明显影响，但是对样品的生长速率分布及均匀性影响不大。

使用TDLAS技术进行动态压力测量已经成为压力测量领域的研究热点。波长调制法实验装置较为复杂,需要对多个参数进行设置,选择出最优的预设参数能够取得更好的实验效果,获得更高的测量精度。目前波长调制法的实验参数设置基本凭借个人经验,使用Matlab程序仿真结合波长调制法的TDLAS测量技术,能够对实验中需要进行预设的重要参数进行了分析。通过计算4990cm-1波段和6330cm-1波段附近的多条吸收峰,发现4990.09cm-1波段处的吸收峰更适合作为波长调制法的测量波段。以4990.09cm-1处的吸收峰为研究对象,进行了波长调制法压力测量仿真建模,计算了调制度、调谐频率和调制频率对二次谐波幅值和对称性的影响并深入地分析了影响因素,总结了其变化规律。在综合考虑抗噪性能和测量精度的情况下,选择了调制度为2.5,调谐频率30Hz,调制频率5kHz为最佳实验参数。基于Matlab的仿真模型能够快速计算大量参数点,更加直观地分析出对参数的影响趋势,为实验仪器和预设参数的选择提供依据。

针对三轴光电跟踪系统对空间目标捕获方案的设计问题, 首先分析了影响三轴光电跟踪系统捕获空间目标存在的误差源并对主要误差进行了误差估计, 即轨道预报误差和三轴指向误差。接着建立了主要误差到不确定区域(Field of uncertain, FOU)的误差传递关系, 利用所建的传递关系计算出了不确定区域, 并根据不确定区域的大小、形状以及分布类型设计搜索扫描方式。以不确定区域形状为椭圆且服从二维正态分布为例, 设计的搜索扫描方式为分行螺旋扫描。最后对该扫描捕获方法进行了数值仿真, 验证了该方法的正确性。经过仿真计算, 在捕获概率为98%的情况下, 目标的平均捕获时间为10.52 s。该方法为三轴光电跟踪系统捕获空间目标提供了一定的理论基础。

脉冲功率技术广泛用于科学研究、**、医学及工业等方面。脉冲放电电路为脉冲功率技术的主要研究对象, 以高电压、大电流、高功率为特点。电路电感是脉冲放电电路的一个主要关注点, 计算机仿真技术(CST)软件为快速计算电路电感提供了一种方法。根据导线间的磁场分布推导了导线电感的理论公式, 分析了导线半径及导线间距对电感的影响；分析了基于脉冲放电电路电流波形迭代求解电路电感方法；最后利用CST建模计算了不同电路的电感。将CST计算电感与基于脉冲放电电路电流波形迭代求解的电感做对比, CST可用于辅助分析脉冲放电电路。

提出了一种基于开槽介质基底的卷绕微带线慢波结构.由于金属曲折微带线印制在介质基底的半圆形槽中, 这种卷绕微带线慢波结构非常适合圆形电子注行波管, 从而使得采用这种新型慢波结构的行波管可以利用传统的周期永磁磁场进行聚焦.文章对提出的卷绕微带线慢波结构的色散特性, 耦合阻抗, 传输特性及注-波互作用进行了分析.和传统的平面微带线慢波结构相比, 提出的卷绕微带线慢波结构具有更低的相速、更弱的色散和更高的耦合阻抗, 从而使得其适合于低电压、宽频带、小型化的毫米波行波管.将同步电压及直流电流分别设置为6550 V及0.1 A的情况下, 基于该卷绕微带线慢波结构的Ka波段行波管在35 GHz处能够输出42.32 W的功率, 对应增益为26.26 dB, 且均匀聚焦磁场只需0.4 T.