修形斜齿轮广泛应用于传动装备中，其传动平稳性直接影响设备的运行特性。为探究齿顶修形参数与轮齿受载变形的综合作用对斜齿轮传动动力学行为的影响规律，该研究通过切片法结合斜齿轮啮合机理计算了斜齿轮传动的时变啮合刚度，并分别采用余弦级数和三次多项式拟合啮合刚度与轮齿侧隙函数以简化计算模型。基于此建立了斜齿轮传动动力学模型，采用多尺度法求解系统，分析了修形斜齿轮传动系统的全局稳定性，研究了不同激励频率范围内的失稳机理，以及修形参数、载荷和侧隙对传动过程中混沌、多周期运动及跳跃现象的影响规律。通过与数值计算结果对比，验证了多尺度法求解结果的可靠性。研究结果表明：合理选取齿顶修形参数，可有效抑制特定载荷下系统因主共振和次共振引发的不稳定行为；增大传动载荷能提高系统啮合刚度，同时可改善传动平稳性；较大侧隙会导致系统出现刚度渐软的不稳定现象，而合理设计侧隙能够显著提升传动稳定性。

分布式驱动的倾转机翼飞行器兼具直升机垂直/短距起降与固定翼飞机高速巡航的优势，是未来高速垂直起降飞行器的重要发展方向。然而，其大展弦比柔性机翼与多旋翼弹性桨叶间的刚柔耦合气动弹性效应远较常规构型复杂。该研究基于广义Hamilton原理与Hodges中等变形梁理论，构建了一个时域紧耦合的倾转机翼系统综合气弹分析模型。该模型考虑了分布式旋翼布局下的机翼“滑流区”气动特性，并采用准定常气动力理论结合带尾迹弯曲修正的动态入流模型以提升精度。通过与经典Tang机翼及Bell公司半展长风洞试验数据的对比，验证了所建模型在大展弦比机翼及旋翼/机翼气弹耦合问题上的准确性。基于此模型，系统开展了不同飞行模式下的气弹稳定性及关键参数影响分析。结果表明：在前飞模式下，系统失稳源于旋翼挥舞后退模态与机翼垂向弯曲模态的耦合；在直升机(悬停)模式下，失稳则由旋翼摆振后退模态与机翼弦向弯曲模态的耦合引发；在过渡倾转过程中，系统的失稳速度边界随倾转角增大而显著降低，且在机翼未失速状态下，来流风速能有效提升机翼的气动阻尼。进一步的参数影响性分析揭示：旋翼沿展向的安装位置对稳定性具有非单调影响，当旋翼位于机翼展向30%位置(y/RW=03)时，挥舞-弯曲模态耦合导致低速失稳。

运行模态分析(operational modal analysis, OMA)技术通常要求结构激励为白噪声，但风力机运行时受到转子转动引起的强谐波干扰，不满足该假设，导致传统OMA方法识别精度降低。针对此问题，该研究提出了一种基于时变信号模拟技术的风力机模态参数识别方法。该方法利用时变信号模拟技术从风力机振动响应中分离出谐波成分，分别建立原始振动响应和谐波信号的Hankel矩阵，并利用正交投影的方法消除谐波影响。为验证方法有效性，研究通过附加谐波激励的四自由度数值模型进行了仿真验证，并对一台2 MW风力机振动响应进行了现场实测，对该风力机的运行模态参数进行了识别。数值模拟表明该方法能有效分离谐波，模态频率识别误差小于1%，阻尼比识别偏差低于15%。模态分析结果表明，该风力机的模态频率分别为0324 Hz、 0778 Hz和1229 Hz，对应的模态阻尼比为0418%、0909%和1363%。

砖石古塔长期受自然营力与人为扰动耦合侵蚀，材料劣化、结构倾斜与交通振动、人致荷载叠加，使其赋存环境日趋复杂，而现有研究多局限于单一因素，难以契合实际工况。本文以大雁塔为例，综合多源振动、塔体倾斜与材料劣化因素，结合原位测试、理论分析与数值模拟，系统开展砖石古塔动力响应与寿命预测研究。构建列车-隧道-土层-古塔三维耦合动力有限元模型，经验证可有效反映结构动力特性。分析表明：列车荷载主要影响底部券洞与塔檐，人致荷载对中部楼层作用显著；耦合工况下塔体主拉应力峰值达0.152MPa（为单一列车工况的1.8倍），受拉损伤沿倾斜方向呈带状扩展，等效塑性应变峰值0.019。基于应力幅值循环与Miner疲劳理论，预测现状条件下塔体底部拱脚、檐口灰缝等敏感部位疲劳寿命约291年。研究成果可为砖石古塔的科学保护提供理论依据。

为研究粮食散体与仓壁耦合效应对筒仓结构动力特性的影响，通过开展多种储料工况下的筒仓结构模型动力特性试验与数值模拟，分析了不同储料填充高度、高径比、有无顶板以及耦合界面摩擦系数等因素对筒仓结构散-固耦合系统自振频率、耗能演化特性及阻尼比的影响规律，建立了基于多项式回归的频率预测模型。结果表明：填充粮食散体会不同程度地降低筒仓结构的自振频率，前2阶自振频率最大降幅为23.86%；增大顶板厚度可提高筒仓结构的自振频率，但当高径比大于3.25时，频率增大效果减弱；增大粮食散体与仓壁摩擦系数可增强二者之间的黏滞效应，限制粮食散体滑动，从而提高粮食筒仓结构系统的耗能能力。本文提出的考虑散-固耦合效应的筒仓结构频率预测公式可为该类结构在不同储料填充状态下的动力特性分析提供参考依据。

本文详细分析比例积分(Proportion Integral，PI)调控下单相H桥光伏逆变器中不稳定行为的演变规律，发现其分别随控制增益与其他参数在一定范围内变化，产生倍分岔与混沌现象，这不仅为该逆变器的平稳运行和使用寿命埋下隐患，也会降低系统的供电质量。现存混沌抑制方式具有建模繁琐、参数选取困难与控制效果不理想的通病。鉴于此，提出一种改进正弦时延反馈控制方案。该策略先将受控对象的输出电流减去自身延迟量构成的差值，送入正弦环节后与常数1相减得到正弦项，再把此项乘上反馈参数获得控制量，并以反馈形式作用于受控系统。同时推导受控系统的迭代模型和Jacobian矩阵特征值表达式，最后基于Jury准则给出反馈参数取值条件。对比分析表明该方案不仅抑制系统存在的分岔与混沌行为，还提高其抗干扰性能。研究结论为光伏逆变器的稳态运行、智能优化和动态测试提供可借鉴价值。

为解决超高速公路强侧风下车辆侧滑、侧翻隐患，针对现有叶片式导风屏障开展结构参数优化研究。基于CFD稳态仿真获取桥面风场特性以开展初步分析，并利用瞬态仿真还原风-车-桥耦合运动工况以获取车辆气动系数。在此基础上，探究导风屏障不同结构参数对桥面流场与车辆气动系数的影响，基于仿真结果提出了对叶片式导风屏障的结构优化方案并验证。仿真结果表明：几何参数设置合理的叶片式导风屏障各项性能均优于格栅式风屏障，但其底部结构仍存在优化空间。提出的优化方案中，叶片底部加宽方案能实现全参数优化，车辆气动系数较基准工况优化幅度从2%～32%不等；底部加装0.50m实心板方案的侧向优化最突出，车辆气动侧向力系数降低32.20%。研究证实叶片式导风屏障适配超高速公路行驶场景，优化方案可改善车身流场、削弱车辆气动干扰，为工程提供技术支撑。

当汽车车轮下跳至极限位置时，乘用车空气弹簧会下拉到极限位置，此时空气弹簧易产生弯曲。本文开展了空气弹簧在下拉极限时的弯曲特性与影响因素分析。基于1/4悬架试验台，测试了空气弹簧在下拉极限位置、且持续充气时的弯曲特性。在空气弹簧设计位置充气至规定气压，开展静态特性测试，获得了不同充气压力下的轴向力–位移关系。建立了包含上端盖、活塞、导向筒及橡胶气囊等部件的空气弹簧有限元模型，模型充分考虑了橡胶气囊与帘线增强层的非线性特性，以及各部件之间的接触、摩擦及约束关系。利用建立的模型，计算得到了空气弹簧的力与位移关系、空气弹簧弯曲角度，并与试验数据进行对比分析，验证了模型的正确性。开展了充气压力、帘线角度及导向筒轴向布置对活塞的径向力与弯曲角度的影响分析，采用正交设计方案分析了多参数耦合对弯曲特性的影响。研究结果表明，增大帘线角度、上移导向筒位置可减少橡胶气囊横向变形，减少弯曲。

遮檐式深腔流体扰动数值模拟，入口条件与边界层厚度不匹配会导致计算效率与预测精度难以兼顾。针对这一问题，以二维遮檐式深腔为研究对象，研究了计算域尺寸与速度入口条件的耦合对边界层厚度的影响，通过动态模态分解法分析了扰动特性，并进一步分析了遮檐式深腔内部横向及纵向的扰动分布特性。同步展开了1/7幂函数条件下，时间步长与两种小差异构型遮檐式深腔对扰动主频的敏感性讨论。研究结果表明，自由流速度入口条件的边界层厚度受计算域尺寸制约，而1/7幂函数可解耦计算域尺寸与速度入口条件。动态模态分解计算结果验证了遮檐式深腔内部扰动存在一对主导模态频率，贡献了频谱的主要特性。遮檐式深腔来流方向脉压幅值分布先减小后增加，垂直方向则基本一致。1/7幂函数条件下扰动主频对时间步长的敏感性低，能捕捉小差异构型主频变化。为遮檐式深腔流体扰动的高精度快速评估和预测提供技术支撑。

汽车主动悬架的减振性能不仅与控制器设计密切相关，还受悬架参数如弹簧刚度和减振器阻尼的影响。车身加速度等动态响应是衡量减振性能的核心指标。针对这一问题，本文提出了一种结合动态响应优化与深度强化学习的汽车主动悬架分层设计方法。上层对悬架参数进行优化，基于四分之一主动悬架模型，以平顺性为优化目标，采用高斯-罗巴托-勒让德（Gauss-Lobatto-Legendre, GLL）法处理约束条件，运用时间谱元法（Time Spectral Element Method, TSEM）求解系统响应，并通过序列二次规划法（Sequential Quadratic Programming, SQP）得到最优的弹簧刚度与减振器阻尼系数；下层基于优化后的参数，利用深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG）算法，在Simulink环境中训练控制器。结果表明，所提出的分层设计方法显著提升了悬架系统的减振性能与汽车平顺性，提供了一种有效的汽车主动悬架设计新思路。

行星传动系统包含内外啮合副，其各支路部件受加工限制难以避免地存在偏心误差，且各部件偏心误差幅值、偏差角均存在差异，导致内外啮合副每对轮齿接触特性存在差异，且周期性变化，引发系统内外啮合副上每对轮齿的时变啮合刚度、动态性能均不同，同时又反作用于各支路动态磨损，进一步扩大每对轮齿间差异并改变系统的均载与动载性能。为获悉偏心误差下行星传动系统动态性能，本文通过建立考虑偏心误差的轮齿承载接触分析方法、计入差异化偏心误差影响的系统动力学模型，获悉传动系统内外啮合副每对轮齿的时变啮合刚度、偏心误差作用机理、系统均载与动载变化规律，并与试验提取结果形成验证对比，进而为了解真实工况下行星传动系统动态性能提供了有力支持。

基于尾流振子模型，对外流作用下柔性圆柱体结构涡激振动响应特性进行了数值研究。研究过程中选取了不同流剖面参数和结构细长比(L/D)。首先，建立了横向及流向互为耦合的柔性圆柱体涡激振动三维理论分析模型；紧接着基于尾流振子模型，建立了横向及流向的外部流场激励模型，并基于矢量分析理论，将柔性圆柱体结构和外部流场进行耦合；随后基于具有二阶精度的中心差分法和向后差分法，对耦合模型展开数值求解；最后，对不同流剖面系数和细长比(L/D)下柔性圆柱体涡激振动响应特征进行系统分析。计算结果表明：在振动位移响应方面，随着流剖面参数的增大，顺流(IL)与横流(CF)向的振动位移响应均呈下降趋势；结构振动由驻波与行波共同组成，且行波特性随流剖面参数增大而更加明显，在IL方向尤为突出。在振动频率响应方面，对于文中研究的均匀流以及线性剪切来流，结构在CF方向表现为单频特征，而在IL方向呈现多频响应，IL方向主导频率约为CF方向的两倍；对于线性剪切来流，相比于CF方向，IL方向的振动响应峰值频率更多，频率能量分布更为分散，且主导频率以及其它峰值频率会间歇性地参加振动响应。

针对长大隧道结构健康监测中现有手段面临的精度受限、实时性较弱及环境适应性不足等问题，提出了一种基于微波非接触感知的隧道轻量化位移监测技术。利用微波干涉测量原理进行目标识别与高精度位移提取，设计了包含基础测量算法、分布式组网方案及自动化数据分析平台的隧道结构全天时、全天候监测体系，实现了对隧道拱顶沉降与周边形变的实时捕捉。通过滑台模拟位移测量实验，定量验证了该技术在动态位移测量下的精度与抗干扰性能。在江西井冈山隧道的实地监测中，该系统成功实现了长距离多断面位移的连续监测，获取了拱顶沉降及周边形变的连续演化数据，捕捉到了温缩效应及围岩蠕变特征。实验与实测数据表明，该方案能够实现微米级位移感知，有效获取隧道结构位移演化规律，可为运营期隧道安全状态评价提供数据支撑。

针对工程结构在强震下的损伤控制问题，采用双阶屈服耗能构件作为结构保险丝进行减震控制；建立了加设双阶屈服耗能保险丝单自由度体系的位移延性系数反应谱计算流程并编制计算程序，统计分析了设置单屈服点保险丝和双阶屈服耗能保险丝体系的位移延性需求谱，探讨了屈服位移比和初始刚度比的影响规律。以桥梁工程中广泛应用的双柱式排架墩为例，分析不同类型地震动下双阶屈服耗能支撑对排架墩地震损伤的控制效果。结果表明：双阶屈服耗能保险丝的位移延性系数皆小于单屈服点保险丝，其减震效果优于单屈服点保险丝；双阶屈服耗能保险丝高、低屈服点核芯的屈服位移比相差较大为宜，建议不低于2.5，而刚度比超过1.0时，减震效果增幅不明显，宜取1.0；在较高的近断层地震动强度下，双阶屈服耗能支撑对排架墩的损伤控制效果明显优于单一芯材的防屈曲支撑。

为提高不规则桥梁双柱墩抗震韧性，将易发生剪切破坏的矮墩设计为摇摆-自复位(Rocking Self-Centering, RSC)体系，高墩采用延性抗震设计，形成混合抗震双柱墩体系。基于OpenSees数值分析平台，分别建立了考虑矮墩剪切破坏（模型1）及采用混合抗震体系（模型2）的不规则桥梁双柱墩抗震数值分析模型。分别对模型1和模型2进行拟静力加载及动力时程分析，对比了两种双柱墩的地震响应。结果表明：无论模型1还是模型2，随墩顶侧向位移变化，高墩及矮墩均承受显著的变轴力作用；模型2中矮墩由于预应力筋的影响，其轴压比随墩顶侧向位移增加，均呈现出增加的趋势。与模型1相比，模型2峰值荷载增加了13.3%，极限位移增加了150%，且平衡了高墩与矮墩的刚度。E2近断层地震动作用下，模型1矮墩发生剪切破坏，模型2墩顶峰值位移较模型1增加102%，但仍表现出良好的抗震韧性。针对不规则桥梁双柱墩的抗震设计，可将剪跨比小于1.5的桥墩设计为RSC桥墩，而剪跨比大于2.0的桥墩采用延性抗震设计。

针对小矢跨比马鞍面建筑屋盖需求，提出一种大跨度弦支双曲抛物面网壳新型结构并对其地震响应开展系统分析。基于ANSYS有限元软件，建立不考虑下部支承结构的屋盖单独模型和考虑上下部结构协同工作的整体模型，对两组模型开展模态分析、多遇地震作用下的振型分解反应谱分析以及罕遇地震作用下的非线性时程分析，深入探究支座形式、下部支承结构抗侧刚度、初始预应力水平、初始几何缺陷和垂跨比等关键参数对屋盖结构自振特性及地震响应的影响规律。结果表明：考虑下部支承结构后，结构自振频率降低；对于整体结构而言，下部支承结构刚度、初始预应力和垂跨比的增大均会提高结构自振频率，柱顶采用三向铰接支座时结构自振频率最大。弦支双曲抛物面网壳结构的杆件截面主要由静力工况控制，且能够满足“大震不倒”的抗震需求，设计中需验算竖向地震作用；采用铰接支座时，下部支承结构的存在会显著放大屋盖结构在地震作用下的位移及内力响应，而弹性支座能使支座水平向支座反力大幅减小；增大下部支承结构抗侧刚度在一定程度上可减小屋盖结构的地震响应；初始几何缺陷主要影响结构局部刚度分布，会增大屋盖结构受压构件的地震内力响应；增大拉索初始预应力和垂跨比能提高结构刚度，减小结构变形，但会导致索承体系内力响应增大。

基于波函数展开法，本文建立了考虑界面剪切刚度的“围岩-隔震层-衬砌”三层圆形隧道在平面简谐SH波入射下的解析解。解析推导中，首先将入射/散射SH波分别用贝塞尔与汉克尔函数展开；其次在两处界面引入切向线弹簧以描述不完美黏结，并与衬砌内壁自由边界共同构成边界条件；进而对各阶展开系数建立线性方程组并求得位移与剪应力的显式表达。通过将隔震层厚度趋零、界面刚度趋于无穷等退化极限与既有两层解析解对比，验证了模型正确性。在此基础上开展参数敏感性分析，结果表明：适中的双界面剪切刚度组合可同时抑制围岩、隔震层及衬砌的峰值动态应力集中系数；降低隔震层等效剪切阻抗（由弹性模量与密度主导）可显著降低衬砌峰值动态应力集中系数，且需规避由隔震层剪切波驻波引起的窄带共振区；隔震层厚度与入射频率增大均有利于降低衬砌动态应力集中系数，工程上厚度0.20~0.30 m表现为较优区间；围岩越硬，隔震层削减衬砌应变与位移的相对效果越显著。最后，将解析结果与振动台试验在峰值分布位置与量级上进行对比，并讨论差异来源，进一步验证了解析解的工程适用性。

为高效、快捷地获得满足工程要求的等效静力风荷载，并用于桥梁设计中的荷载组合，本文提出了一种斜拉桥抖振响应多目标等效静力风荷载的实用计算方法——模态修正法。该方法以斜拉桥精确抖振响应为等效目标，以结构主要模态为基本量，以抖振响应计算精度和荷载分布合理性为评价指标，可以方便快捷地获得满足工程要求的等效静力风荷载。最后，以青洲闽江大桥为例验证了该方法的适用性。结果表明：对于青州闽江大桥，当竖向、水平和扭转向的模态阶数n_mode分别取14、3和27时，主梁等效静力风荷载模态修正解的分布无明显突变，且总体误差控制在10%以内，满足工程计算要求；模态修正法通过调整参与模态的数量，可以获得满足工程要求的抖振等效静力风荷载，且实现了抖振响应的多目标等效，具有显著优势。

大型城市地下框架结构（ULSFS）逐渐成为我国现代城市的基础建设之一，但地震动入射角度对结构的地震响应和损伤演化的影响机制尚不清楚，直接制约了该大型地下结构的地震损伤评估。本文构建了可靠的ULSFS有限元数值模型，基于粘弹性人工边界与波动输入法实现了不同入射角度的地震动输入，探究了不同地震动入射条件下结构的地震响应特征并揭示了结构地震损伤演化规律。结果表明，地震动入射角度的增加将明显增大ULSFS的地震响应并使得内外侧结构的地震响应分布更不均匀，同时会增大结构整体损伤并改变构件震损破坏起始位置与发展顺序，以上结果在较软的Ⅲ类场地中更加明显。本文研究可为大型城市地下结构的地震损伤评估提供重要的理论依据和技术支持。

为研究大型水陆两栖飞机弹性机身舱段入水结构动响应和砰击压力分布特性，基于经验证的结构化拉格朗日-欧拉（S-ALE）方法建立大型水陆两栖飞机舱段结构入水砰击数值模型，分析了典型入水工况 (700 kg, 6 m/s) 下舱段的运动、加速度响应以及砰击压力特性。结果表明：在砰击阻力和浮力作用下，舱段的入水运动过程可以分为快速减速阶段和舭弯砰击液面后的缓慢减速阶段；客舱地板的加速度峰值为5.72 g，显著低于圆筒形机身民航客机入水时的过载；蒙皮峰值压强最大值为96.15 kPa，结构未见明显破损情况。进一步分析表明，入水初速度增加会显著增强砰击效应，舱段质量并不会显著影响舱段的速度响应、加速度响应以及峰值砰击压力分布等趋势，而横倾角增大会显著增加峰值砰击压力。该研究形成了一套适用于大型水陆两栖飞机舱段入水结构响应和砰击压力数值预报方法，可为水陆两栖飞机在水域环境中的安全性评估和设计优化提供支持。

模块化现浇结构是通过混凝土现浇将箱模式模块拼装成整体的模块化建筑结构形式，开展墙体内部缺陷检测方法研究具有重要工程意义。本文研究了冲击回波法对墙体内部空洞检测的有效性。建立了含空洞模壳-剪力墙有限元模型，研究了空洞几何参数对于回波频谱特征的影响。结果表明：空洞深度模拟结果与理论值高度一致，二者决定系数R2超过0.99，验证该数值模拟方法的有效性；空洞厚度基本不改变回波频谱特征；回波主频随空洞长度的增加而显著降低。此外，制备了含空洞模壳-剪力墙构件并开展冲击回波测试，试验结果验证了冲击回波法对于墙体内部空洞的检测能力，由缺陷深度频率推算的空洞深度相对误差在10%以内。本研究为混凝土模块化建筑质量检测提供了有效技术方案。

在矿山开采与隧道掘进等工程爆破作业中，实测爆破振动信号易受到复杂环境噪声干扰，导致信号特征提取与爆破效果评估精度下降。针对传统降噪方法难以兼顾噪声抑制与信号保真度的问题，提出了一种融合自适应噪声完备集合经验模态分解（complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，CEEMDAN）与堆叠降噪自编码器（stacked denoising auto encoder，SDAE）的爆破振动信号联合降噪方法。该方法首先利用CEEMDAN对非平稳振动信号进行自适应分解，通过方差贡献率筛选有效本征模态函数（intrinsic mode function，IMF）分量；随后引入SDAE对筛选后的IMF进行深层特征学习与重构，实现多尺度噪声识别与智能去除。仿真信号分析结果表明，与EMD-WT、EEMD-WT、EMD-SDAE及EEMD-SDAE等方法相比，CEEMDAN-SDAE方法的信噪比最高可达9.39，均方误差最低为0.1675，在噪声抑制与信号特征保持方面表现最优。工程应用结果进一步验证了该方法在复杂现场环境下的适用性：降噪后信号在200~1000Hz高频噪声区间内的杂散成分得到显著削弱，同时0~200 Hz主频能量保持良好；相较于传统方法，实测信号信噪比提高至9.45，均方误差降低至2.06×10⁻⁴，能量比提高为0.82，均值曲率降低为1.32×10-3。研究结果表明，CEEMDAN-SDAE联合降噪方法能够实现爆破振动信号的高保真降噪与关键特征保持，为爆破振动精细分析及工程安全评估提供了可靠的数据支撑。

高桩码头韧性是港口工程安全领域的研究重点，对于实现港口工程结构的性能优化与安全运维具有重要意义。以典型高桩码头结构为对象，基于有限元软件开展数值模拟，分析了船舶撞击过程中的结构能量响应，依据位移及应力分布特征识别高桩码头的主要损伤位置，并通过桩基位移延性比量化结构破坏程度，进而建立了船舶撞击作用下高桩码头的易损性曲线；其次，对比研究了玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer，GFRP)与碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)包覆加固技术对高桩码头韧性的提升效果；最后，运用熵权-TOPSIS方法对不同韧性提升方案开展多属性决策分析。研究结果表明：高桩码头结构在不同船舶质量撞击下的超越概率随船舶质量的增加而逐渐递增；纤维增强复合材料(FRP)包覆加固技术可有效提升高桩码头在船舶撞击下的抗冲击性能，分析表明CFRP在韧性提升方面的整体效果优于GFRP；所构建的多属性决策分析模型能够系统评估不同维护方案的效能。研究成果可为高桩码头在全生命周期内的韧性提升与维护决策提供理论依据。

航行体倾斜入水工况下，头部喷气降载方法难以发挥其应有潜力。为此，提出了一种面向航行体倾斜入水工况的头部斜切角耦合喷气降载方法。基于VOF (volume of fluid)多相流模型，研究了该方法对航行体倾斜入水过程载荷的影响，获得了降载性能较好的斜切角度，并进一步分析了其内在机理。研究表明，喷气降载方法在航行体倾斜入水场景下依然有效，在头部设置合适的斜切角可以进一步提升其降载减阻效率；头部斜切角耦合喷气降载方法中存在降载减阻性能最佳的最优斜切角度。如，当航行体以60°入水时，在其头部设置5°斜切角，可提升喷气降载效率4.745%，提升减阻效率4.290%。斜切角度过大或过小，降载减阻效率都将下降，甚至恶化原有喷气降载方法的性能；头部斜切角耦合喷气降载方法适用于倾斜入水工况的降载机理在于，斜切角可改变喷气方向，引导气射流流向空泡抗溃灭能力不足的背流侧，实现倾斜入水工况下气体的精确利用，增强空泡的稳定性、韧性和包裹能力，从而减小航行体的沾湿面积，提升降载减阻效率。

目前增量学习模型都是基于单个元件设置的增量任务，而本文则是由包含多种故障类型的两个元件批量设置成一个混合增量任务，且每个混合增量任务的样本量又很小，因此混合增量任务中的跨元件、跨类别和极小样本的三方面挑战导致模型过低运行效率和严重灾难性遗忘等问题。针对上述问题，本文对传统增量学习模型元学习促进知识重用方法进行改进处理，提出一种解决极小样本混合增量任务的改进增量学习新方法，即CSL-MARK模型。具体而言，构建了一种动态轻量化机制，它通过通道轻量级重编程方法和麻雀搜索算法构建了轻量化模型及其动态最优权重共享知识库，从根本上解决了灾难性遗忘问题、提升了诊断精度和效率。然后，还引入了数据增强正则化方法，进一步提升了效率和诊断精度。通过三个极小样本混合增量任务和六个极小样本单增量任务的实测诊断实验分析可知，所提CSL-MARK模型可有效地消除灾难性遗忘问题，又可快速地解决极小样本混合增量任务学习问题，并在三个混合增量任务上的诊断精度分别达到87.5%、83.3%和87.5%，且精度较原方法分别提升了41.7%、33.3%和37.5%，效率较原方法提升了16.7%。此外，所提方法也较其它三种增量学习方法更具有有效性和优越性。

针对强噪声和复杂工况下滚动轴承早期故障特征难以有效提取的问题，提出一种基于指数–三角优化算法（ETO）参数自适应优化连续变分模态分解（SVMD）的滚动轴承故障诊断方法。该方法构建无需信号处理经验先验（如共振频段选择与滤波器设计）的稀疏周期能量熵比（SPEER）指标，用于表征周期能量集中度与谱复杂性，并以此作为适应度函数引导ETO算法实现SVMD平衡参数的自适应寻优；随后依据SPEER筛选最优模态并进行包络谱分析以提取故障特征。仿真信号、实验数据和工程数据的结果表明，所提方法能够在强噪声背景下显著增强故障特征频率及其倍频的提取能力。与MPA-VMD、IMCKD和FMD方法相比，该方法在特征完整性、抗噪声能力和诊断准确性方面均表现出明显优势。研究结果表明，ETO-SVMD方法具有良好的鲁棒性和工程适用性，可为滚动轴承早期微弱故障诊断提供一种有效解决方案。

为实现水下含曲率结构流激噪声的高效准确预报，提出了一种非相关壁面平面波(uncorrelated wall plane waves, UWPW)-有限元法与湍流半经验模型参数修正结合的混合数值方法。该方法通过雷诺时均获取半经验模型的边界层参数，进而构建湍流边界层(turbulent boundary layers, TBL)激励；再通过一组UWPW来合成TBL激励下的壁面压力场实现，并结合有限元法求解合成壁压激励下的声响应；最终的流激噪声为多组壁面压力场实现的响应平均值。以NACA 0012水翼为研究对象，采用所提方法预测其流激噪声，并将计算结果与大涡模拟-有限元法结果进行对比。结果表明，本文方法在保证预测精度的同时，显著提高了计算效率和简便性。

针对交通噪声主导的室内声学环境，提出并验证了结合控制器初始权值离线求解与在线自适应更新的主动噪声控制(ANC)改进方法。首先在临近城市快速路的高层住宅室内采集多时段的噪声样本数据，分析其频谱特性，发现室内交通噪声的频域能量分布整体上较为稳定，且构建的控制系统参考信号与初级信号间相干性较高。鉴于噪声稳态特性，采用维纳算法离线求解控制器最优权值，并将其作为多通道室内噪声主动控制系统的初始参数。仿真结果表明，该方法在50-1000 Hz频段可实现约3.2 dB(A)的整体降噪量。实地试验进一步验证，通过该方式计算的控制器初始权值具备稳定的跨时段泛化能力，在目标场景中可实现约2.7 dB(A)的整体降噪，并在峰值频点处获得约9 dB(A)的降噪量。本研究为频谱特性稳定的室内噪声控制提供了一种有效且实用的解决方案。

桌面智能音箱存在体积小、集成度高、装配困难等特点，容易出现非线性失真，产生音质不佳等问题。本文给出在设计阶段通过仿真评估生产和装配缺陷对桌面智能音箱非线性失真的影响的方法，为改进与优化桌面智能音箱的音质提供依据。以某智能音箱为研究对象，首先针对气-固-电等三场，建立了扬声器与无源辐射器的等效电路，然后通过有限元法对箱体与空气域进行建模，最终给出了扬声器系统非线性失真预测的混合模型，并在消声室中对混合模型进行了验证。为克服总谐波失真指标的单频点与无阶次的局限性，提出了频段谐波失真与谐波失真向量指标，仿真计算了扬声器系统的总谐波失真与谐波失真向量，分析了扬声器缺陷对扬声器系统谐波失真的影响，研究发现音圈偏移缺陷与音圈高度缺陷会使扬声器系统产生较大的非线性谐波失真，因此生产中应重点消除这两种缺陷，提高扬声器音质。

声学超材料具有重量轻、耗能高的特点，能够实现对由汽车钣金振动引起的车内低频噪声的有效控制。基于逆矩阵法，以试验与仿真相结合的方式获得轮心力载荷，进行路噪计算及分析，采用传递路径贡献量分析及节点贡献量分析方法，定位关键传递路径和车身板件，根据局域共振理论，对声学超材料进行带隙设计及应用。仿真结果表明，后排右侧乘员内耳噪声总值下降了0.9 dB(A)，在43 Hz峰值处减少了7.45 dB(A)，经实车验证，后排右侧乘员内耳噪声在38 Hz峰值处减少了2.26 dB(A)，道路评价证实后排“隆隆”的低频声获得明显改善。