电动垂直起降飞行汽车（eVTOL）是未来城市空中交通发展的可选择技术路线之一，但其动力电池高散热功率需求和应用场景的多变性对热管理系统发起巨大挑战。为解决该难题，设计了多场景eVTOL集成热管理框架，能够同时满足电池和乘员舱的热管理目标。基于Amesim仿真软件搭建了eVTOL热管理仿真平台，研究飞行条件对热管理和续航里程的影响。仿真结果表明：地面温度较高时，提高巡航高度可以减少热管理能耗，巡航温度在10~26 ℃时最大减少4 kW的热管理能耗；执行紧急救援任务时，悬停救援时间超过150 s会造成电池内部温差过大；低有效载荷有利于提升续航里程，空载是满载续航里程的1.33倍。

液氢作为一种清洁能源，将在未来清洁能源供应中扮演重要角色。当前国际上的氢气液化装置普遍存在单位能耗和液化成本高以及效率低的问题，而我国氢气低温液化技术和装备的研发刚刚起步，与国际先进水平相比仍存在显著差距。鉴于此，总结了近年来氢气液化技术在流程设计和实际装置方面的研究进展，探讨了稳态流程模拟与动态特性研究的最新技术发展，并分析了不同液化流程的性能指标。同时，分别对氢气液化工厂和小型实验室液化装置的技术特点与设备布局进行了总结。最后，归纳了氢气液化技术的发展重点和未来发展方向，旨在为该技术的进步提供参考，进而推动氢能的社会化应用进程。

R1270和R290均是氟利昂等传统工质的潜在替代工质。实验研究了名义工况下工质充注量对分别使用R1270和R290的热泵热水器系统性能和冷凝器中换热流体温度分布的影响以及自然工质替代R22的可行性。结果表明：充注量对两系统的循环性能和换热流体的温度分布均有显著影响；R1270系统和R290系统均在相同的最佳充注量（0.90 kg）下分别获得最大COP为4.443和4.317；不同充注量下两系统的冷凝器中均出现2个传热窄点和2个最大传热温差，且其第一传热窄点和第二最大传热温差的出现位置均随充注量的变化而出现相似的迁移；相比于R22系统，R1270系统和R290系统在最佳充注量下均获得明显占优的COP和排气温度以及基本相当的排气压力，且其制热量分别提升了7.05%和降低了10.65%，因此R1270比R290在热泵热水器中替代R22时优势更显著。

热泵技术是一种节能技术，能够有效应对全球变暖，降低碳排放。工业热泵回收供热过程的废热加热水或空气，可减少电力消耗及碳排放。工业热泵节能环保，供热稳定，已广泛应用于生产及生活的各个阶段。分析了国内外工业余热高温热泵的压缩机类型及特点，针对中大容量的双螺杆压缩机及离心压缩机，分析其应用及技术现状。螺杆式热泵压缩机在高蒸发温度时应采用开启式结构，高冷凝温度时可采用高速无油方案；离心式热泵压缩机除高效的叶轮外，应关注耐高温电机与无油润滑轴承。螺杆式水蒸气压缩机关注转子热变形及轴封问题，向大温升方向发展。

微通道冷却是解决高热流密度散热问题最有效的技术之一，具有传热效率高、热阻低、结构紧凑等优点，但同时存在压降增加的问题。微通道的结构是影响其流动与传热性能的重要因素。针对该问题，简述了国内外对单相液冷微通道散热器在结构设计方面的研究进展，分为通道几何结构、扰流结构、针肋结构、多层结构、仿生结构和复合强化结构。结合各结构强化传热的原理，分析其在传热系数、压降、综合性能、均温性等方面的优缺点，并对微通道散热器常用的基体材料与加工方法进行了成本分析。基于上述总结与介绍，从应用角度展望了微通道散热器的前景与发展方向，指出复合结构的应用、仿真与实验的结合、材料学与加工技术的进步以及学科交叉是今后结构研究的重点。

低温储氢系统中，不同正-仲氢催化转化放热量的精确计算方法对储氢系统负荷的确定至关重要。通过建立相应的转化模型，分别应用平滑样条曲线拟合实验数据和能量衡算的方法，推导了绝热转化多级转化器放热量的计算方法以及连续转化的转化热表达式，并分析了绝热、等温及连续转化方式的放热特性，结果表明连续转化的转化热最小，等温转化最大，而绝热转化介于两者之间，且与转化级数相关。针对连续转化的隐式微分表达式提出一种编程求解的具体方法和步骤。2种方法的计算结果一致，最大偏差仅为0.22%，表明提出的计算方法是有效和准确的。

暖通空调系统实测数据的高度冗余显著降低了其模型参数辨识的计算效率。为了解决上述问题，提出一种基于特征工况挖掘和先验概率引导的参数辨识方法。特征工况挖掘方法对运行数据进行相关性分析，选择暖通空调系统运行工况的关键变量，并根据关键变量维度进行网格采样，得到更具代表性的特征工况，从而提升模型单次计算效率。模型参数辨识过程中，建立待辨识参数的先验概率模型，基于先验概率进行待辨识参数的先验区间估计和改进目标函数，引导模型更快收敛。该方法在武汉某工厂暖通空调系统供冷季一个月的运行数据集上进行了验证，结果表明：该方法中的MAPE（平均绝对百分比误差）和CV-RMSE（均方根误差变异系数）相比基于K-means聚类的方法分别降低了16.0%和12.0%，比基于原始数据的方法分别降低了20.9%和15.2%，NMBE（归一化平均偏差误差）更接近0，R²（决定系数）相比2种方法分别提升了4.7%和8.5%，计算效率提高约39.3%。该方法为实现高效准确的暖通空调系统建模提供了技术指导和数据支撑。

作为零碳能源及实现“双碳”目标的关键技术，氢能近年来在全球范围内受到广泛关注。液氢存储由于储氢密度大、存储压力低、能量密度高等特点，具有很大的优势。但氢能产业化发展面临诸多关键问题，其中长期大规模存储和远距离输运等技术一直是液氢应用过程中的瓶颈，重要解决途径是发展高效的大规模液氢储运技术和设计建造绝热性能良好的大型液氢储罐。综述了大型液氢储罐存储技术的国内外发展现状，分析液氢在存储中的低温绝热技术、材料热应力等关键问题，指出液氢储运技术上的挑战，并对液氢存储技术的发展方向做出展望。

为研究航天低温推进系统实际工况中网幕通道式贮箱对液氢的在轨管理能力，通过构建充注率-扰动强度耦合作用的三维多相流仿真模型，研究了微重力重定位过程中网幕通道式贮箱内毛细-惯性力竞争机制及蓄流稳定性。结果表明：网幕通道式贮箱的推进剂蓄流能力主要由集液通道与贮箱壁面的复合结构提供。在5%~50%充注率时，贮箱能够抵抗10^-3 g大小的多向扰动，维持集液通道入口区域始终保持连续液相覆盖的蓄流稳定性；低充注下，重定位过程中气液相分布主要受到网幕通道结构表面的强约束，相界面演化受扰动影响很小，随着充注量增大，流体惯性力和扰动动量输运效应成为相分布重构的重要因素，重定位过程相分布出现明显振荡；贮箱重定位过程中对扰动方向的敏感性不同，底部加速度引起的质心降幅最大，顶部加速度对相对质心高度影响较小，正侧向扰动比斜侧向扰动引起的质心波动幅度和波动频率均更大。

氢液化流程中正仲氢转化过程对于液氢的长时间储存与远距离运输具有极其重要的意义。概述了正仲氢的性质差异，综述了正仲氢催化转化过程的物理机制和反应动力学模型的研究进展，对常用催化剂进行了总结和性能对比。最后综述了正仲氢转化的3种主流方案，并对比了各方案的优缺点。物理机制和反应动力学分别从微观和宏观角度对正仲氢转化进行了研究，但由于催化剂表面的实验数据相对匮乏，学者对此尚未形成统一的论述和解释，迫切需要进行定量验证。在正仲氢转化的催化剂选择上，虽然镍基催化剂的催化效率更高，但综合考虑催化剂的制备、活化、失活以及氢液化器的工作特点，铁的氢氧化物及氧化物催化剂是主流的催化剂选择方案。此外，3种主流的正仲氢转化方案中采用连续转化过程的氢液化流程比能耗最低，是未来氢液化流程的发展方向，国内对此研究尚处于起步阶段，存在较大的发展空间。研究可为正仲氢催化转化实验台的设计和搭建等提供理论指导。