吸气式高超声速飞行器进气道存在边界层转捩、流动分离、及激波/边界层干扰等复杂流动现象，对这些复杂流动现象的深刻认识及有效控制是实现高超声速飞行器有效工作与性能提升的关键。首先对超声速进气道内的被动和主动流动控制技术的研究进展进行综述，对其在超声速进气道激波/边界层流动控制的使用效能及其缺点进行了描述。同时，随着高超声速飞行器研制向宽速域、大空域及高马赫数方向迈进，以往传统的进气道主、被动流动控制技术难以满足高超声速飞行器在宽域工作条件下的性能随控需求，继而以等离子体为代表的多场耦合控制方式成为当前超声速进气道流动控制的研究热点。然而，限于现有的试验测试手段难以开展超声速等离子体激励激波/边界层相互作用的精细流动控制机制研究，仍存在许多值得探讨的地方，文章在综述的同时对下一步研究提出相关建议。

近十年来，民航飞机的重着陆事故引起了广泛关注，约1/3的民航飞机安全事故与着陆相关，其中重着陆事故几乎占着陆事故的1/5。重着陆不仅对飞机结构造成损害，严重时甚至会导致飞机毁坏或人员伤亡。然而，关于重着陆的统计数据仍不足。本研究通过定量标准、仿真分析和机器学习方法，系统研究了重着陆的判定标准及其对飞机结构的损伤模式，并通过对波音737、空客A320等主流机型过去十年内53起典型重着陆事故进行了详细统计与分析。研究结果表明，重着陆事故通常会对飞机的起落架、机身、机翼等关键部件造成不同程度的损伤；不同类型的重着陆事故对飞机结构的破坏程度差异显著。

随着民用客机设计技术的发展，当今客机设计的重点开始从结构安全性向客舱舒适性过渡，振动舒适性是其中的重点因素之一。从民机乘员振动舒适性角度出发，开展了某型客机在空中巡航、低空飞行、及跑道滑跑3种运行工况下的振动传递路径试验，基于试验数据搭建了振动传递路径模型，并研究了影响客机振动舒适性的关键因素，得出了以下结论：空中巡航、低空飞行工况，客舱内振动响应主要来源于发动机转子基频和二倍频处激励与结构耦合；跑道滑跑工况，客舱内振动响应主要来源于低频范围（特别是50 Hz）左右主起落架激励与结构耦合。此次试验不仅为客机客舱的减振、隔振设计提供了依据，还填补了国内以客机全机为对象的振动舒适性测试、验证平台的空白。

大挠性航天器所携带的大型挠性附件具有体积大和刚度低等特点，导致大挠性附件振动会严重影响航天器的姿态控制。对此，将模糊控制和信息融合预见控制结合，设计了基于模糊的信息融合预见姿态控制器。依据信息融合理论，通过融合航天器期望轨迹和动态方程等信息推导了航天器的最优预见姿态控制律。此控制策略具有设计过程简单、计算量小且易于实现的特点。针对在实际工程中执行机构存在输出力矩受限问题，采用模糊控制在线调整控制律的相关参数，以使控制量满足受限要求。仿真结果表明所设计的控制策略可使挠性附件振动快速衰减，航天器姿态角能准确、快速地达到期望值，具有较好的控制性能，可为大挠性航天器姿态控制的工程应用提供借鉴。

高超声速飞行器在飞行过程中，面临着极高的气动阻力和加热作用，对飞行安全和稳定造成威胁。采用灰色田口法开展构型参数对高超声速飞行器减阻降热性能影响的研究，以减阻杆长径比、气道直径比、气动盘直径比、侧喷角为尺寸因子，飞行阻力、钝体峰值压力系数、斯坦顿数为响应目标进行正交试验，通过计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）数值计算获得响应结果。研究表明：飞行阻力受减阻杆长径比的影响最显著，受侧喷角的影响最小。对于钝体峰值压力系数和斯坦顿数，尺寸因子表现出相同的影响等级，两者受到气动盘直径比的影响最显著，其次是减阻杆长径比。增加减阻杆长径比和气动盘直径比均能提升飞行器的减阻降热综合性能，但提升效果随着尺寸的增大逐渐减弱。相比于正交设计的最优构型，采用灰色关联法优化出的最佳构型综合性能提升了4.6%。

通过将金属薄壁管及蜂窝结构相结合，提出了一种四方蜂窝夹芯圆柱壳结构。通过实验以及有限元分析软件ABAQUS/Explicit研究了四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为。通过对比验证了有限元模型的准确性，分析了结构在径向压缩载荷作用下的变形模式，探讨了该结构的增强机理。研究表明，四方蜂窝夹芯圆柱壳结构在径向压缩载荷作用下会经历弹性阶段、塑性阶段和折叠压溃3个变形阶段；结构主要通过塑性铰的形成以及芯体褶皱来耗散更多的压溃能；相较于单层圆柱壳及芯体的简单叠加，四方蜂窝夹芯圆柱壳的承载能力和能量吸收都得到提高，且结构主要通过塑性铰的形成进行耦合增强。进一步参数化讨论结果表明，无量纲芯体壁厚的增加将提高四方蜂窝夹芯圆柱壳的峰值力和比吸能。

面向大功率海上风电支撑结构抗扭承载力需求，研究了大空心率、大锥度和超限径厚比圆锥形中空夹层钢管混凝土（tapered concrete-filled double skin steel tubular，TCFDST）构件的扭转受力全过程机理，该类构件扭矩-转角曲线可划分弹性、弹塑性、塑性强化和破坏4个受力阶段；阐明了关键因素对TCFDST构件极限扭矩和刚度的影响规律，其中空心率、钢材和混凝土强度与扭矩和刚度呈正相关，内、外钢管径厚比对扭矩和刚度呈负相关，轴压比小于界限值时与承载力和刚度呈正相关，反之呈负相关；提出了“双薄壁分层筒”理论用于计算TCFDST构件扭矩-转角全过程曲线；结合我国规范和文献有关扭转承载力计算公式，建立并验证了适用于圆锥形和直筒形中空夹层钢管混凝土构件抗扭承载力计算的分层积分法，分析了不同方法计算压扭相关性（N-T）曲线的差异性。研究结果可对大空心率、大锥度及超限径厚比的圆锥形中空夹层钢管混凝土构件在风电工程的工程应用提供有益参考依据。

陶瓷燃料在高燃耗条件下产生大量裂变气孔，气孔中的裂变气体释放至裂纹空腔对裂纹扩展行为具有较大的影响。开发了一种变内压作用下的裂纹动态扩展模型，实现了裂纹空腔内压与裂纹扩展过程相互耦合作用的动态开裂技术。内压大小随裂纹扩展而变化，同时开裂行为受内压大小的影响。并将此模型成功应用于高燃耗结构陶瓷燃料颗粒内的开裂行为模拟，研究了裂变气体释放对裂纹扩展的力学作用。基于全局内聚力单元模拟了裂纹产生和扩展过程，建立了气体释放对裂纹扩展力学作用的研究方法，分析了气体压力对燃料颗粒内部裂纹产生和扩展过程的影响。结果表明，气体总量不变情况下气体释放至裂纹空腔会基于气体压力和裂纹几何特征对裂纹扩展产生抑制的效果。对于不同气体初始压力的情况，气体初始压力越大，止裂时裂纹扩展长度越长。该动态裂纹模拟技术为精确研究弥散型燃料芯体失效提供了分析方法及数值参考，也为载荷与裂纹扩展相耦合的情况提供一种研究方法。

为了在细观层面上研究骨料不规则程度对混凝土力学性能及破坏形态的影响，采用Python程序二次开发了ABAQUS生成尖锐程度不同的随机分布骨料模型，分别建立零厚度cohesive单元与可变厚度的实体界面过渡区（interface transition zone，ITZ）。首先通过改变网格尺寸和加载垫块与混凝土间的摩擦系数确定合适的参数，并与实验对比验证模型的可靠性，随后分析2种ITZ建模方式的优劣，最后对三维细观混凝土模型进行单轴受压模拟，从应力-应变曲线、破坏形态、能量耗散方面进行分析。结果表明：零厚度cohesive ITZ与实体厚度ITZ模型都可预测混凝土抗压强度，具有实体厚度的ITZ模型的应力-应变曲线及破坏形态与实验更加贴合；混凝土破坏形态受骨料形状参数影响明显，球形骨料模型内部与表面均为贯穿式裂缝，多面体骨料模型应变能较大，混凝土内部微裂缝较多，容易受压破坏成更多的碎块；随着骨料不规则程度的增加，混凝土抗压强度略有提高但峰值应变不受影响。

采用第一性原理计算，研究了掺杂元素（Re，Ru）含量对Ni-Al二元模型单晶高温合金稳定性和占位倾向的影响。结果表明，随着Re和Ru元素含量的增加，体系的总能量逐渐降低，说明体系的稳定性得到了提高。同时，使用Ru替换Ni的体系的稳定性最低，Re替换Al的体系的稳定性最好，Re和Ru均更倾向于替换Al，这与之前的实验结果一致。并且当Re和Ru元素含量占比约为1.4%替换Al时，替换形成能相较于其他含量的Re和Ru是最低的。此外，通过去除Ni-Al二元模型中的一层原子，获得了2种不同的层错模式。对于这2种层错模式的研究表明，用Re和Ru替换Al可以使体系的稳定性得到提高，且含Re的体系更稳定，替换形成能也比Ru替换Al更低。然而，对于不同的层错模式，使用Re和Ru替换Al，当体系稳定性最好，替换形成能以及层错能最低时，所需Re和Ru的含量不相同。使用Re替换Al，层错体系具有更好的稳定性，但稳定性最好的体系中Re的含量取决于所选择的层错模式。