煤是含碳量最高的化石能源。煤炭利用导致大量CO₂排放的问题已引起高度重视。为此，本文提出了以低碳理念指导的我国煤化工产业的发展思路。基于我国的实际情况，高能效的多联产路线以及煤化工和石化、冶金等产业的共生路线是实现煤的分级和高效利用的必然选择；在高附加值煤化工产品方面，应该大力发展三烯、三苯、天然气、乙炔等产品替代石油化工，尽可能减少对石油进口的依赖，并降低单位GDP煤化工的碳排放强度；为此必须加强相关关键工艺技术以及煤炭组分定向剪裁和转化等新技术的研发。

榆林煤灰分中钙、硫含量均很高，气流床气化过程中存在易于结渣的问题，实验室测量其黏温曲线波动性很大。 采用FactSage6.2软件计算三元平衡相图和煤灰高温熔融过程的物相变化规律，并结合XRD手段，分析了加入SiO₂引起的煤灰熔融特性和黏温特性改变的机理以及黏度波动的原因。结果表明，榆林煤灰熔点随着硅铝比（S/A）、酸碱比（A/B）的增大先降低后升高；钙铝黄长石与煤灰黏温曲线波动性有较强关联，通过FactSage二元相图得出，加入SiO₂至S/A=2.48可减小曲线波动性。FactSage数值计算结果与实验结果吻合良好，表明化学热力学反应平衡分析方法是研究灰渣熔融特性的一种有效手段。

常压下测定了乙酸乙酯和异丙醇二元系在298.15～323.15 K下的黏度和表面张力,计算了黏度偏差、过量流动活化自由能和表面张力偏差，采用Redlich-Kister方程进行了关联。结果表明，黏度偏差、过量流动活化自由能和表面张力偏差均为负值，且显示了相同的变化趋势，随温度降低而偏差增大。利用表面张力数据进一步考察了混合液表面熵和表面焓，并基于扩展的Langmuir模型，计算了异丙醇的疏液性β及其表面组成。β值表明异丙醇对表面有更大的亲和力，其表面组成始终高于在溶液本体中的组成。

控制流体流动中溶解的气体分子浓度能有效控制流动过程中的化学反应，而由热产生的自然对流能够加强气体分子的传递，因此研究气体分子在热流体流动中的扩散混合过程有重要意义。应用格子Boltzmann方法，耦合热效应和扩散效应，数值模拟了一个简化的容器中随着自然对流的发展，溶解的氧气分子在整个容器中的扩散过程。首先建立了二维9速模型的双扩散模型来模拟热量和质量的双扩散对流。为了考察不同自然对流流动对气体分子传递的影响，设计了3种不同给热条件，对不同热流动的形成过程和气体分子扩散过程进行了模拟，与文献结果吻合良好。通过详细分析热边界如何影响流动和传质过程，证实了模拟的速度场与文献数据差异的合理性，同时为控制气体传质过程提供给热条件的设计依据。

基于声发射测量技术，结合Hilbert-Huang变换（HHT），分析搅拌釜壁声发射信号，获得了代表浆液运动的特征频段(20～230 kHz)，以特征频段对声信号进行重构。同时，以重构信号能量为特征参数，根据其随搅拌转速的规律性变化，提出了搅拌釜临界悬浮转速的测量判据，即重构信号能量由上升转向平稳时所对应的搅拌转速为临界悬浮转速。与目测法相比，该方法平均相对误差为3.83%，具有较高的精度。进一步，发现外循环加强了搅拌釜内轴向流动，有利于固体悬浮，从而使临界分散转速变小，并建立了外循环搅拌釜临界悬浮转速的预测关联式，平均相对误差为5.78%。由此获得了一种快速、准确、安全的临界悬浮转速的测量技术，有利于工业生产流程的优化和控制。

采用计算流体力学（CFD）的方法，研究了圆管中泰勒流的液侧传质特性，分析了泰勒气泡上局部传质特性，并研究了气泡上升速度、液膜长度和液栓长度对液膜处和气泡半球帽处平均传质系数的影响。结果表明，泰勒气泡表面局部传质系数存在3个峰值，液膜处的平均传质系数随气泡上升速度增大显著增大，随液膜长度增大而减小，而半球帽处的平均传质系数随气泡速度和液膜长度的增大变化较小，即膜接触时间增加时，液膜处的传质系数降低，而半球帽处传质系数变化较小。另外，引入场协同原则对单元胞内速度场和浓度场进行分析，解释了局部传质特性及强化机理。最后，给出了分别预测短和长膜接触时间下泰勒流液侧体积传质系数的关联式，该式在较宽的管径尺度范围（0.25～3 mm）内的预测误差在±20%以内。

在浆体流动试验系统上采用不同管径的直管考察了水焦浆的流变特性以及壁面滑移效应对水焦浆流动特性的影响。采用Tikhonov 正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明：浓度为59.8%的水焦浆随剪切速率增大呈现由伪塑性流体到胀塑性流体的转变，浓度增加，水焦浆变为单一的胀塑性流体，当浓度达到63.4%时，水焦浆表现为由胀塑性流体到伪塑性流体的转变；水焦浆的流变特性对滑移速度的变化趋势具有较大影响，滑移速度在水焦浆为胀塑性流体时随剪切应力增加呈加速增加，水焦浆为伪塑性流体时滑移速度随剪切应力的增长速率变化不明显；滑移贡献率的变化趋势迟滞于流变特性曲线。

基于现有空调系统耗能高，舒适性不够均匀，提出了多孔介质柠檬酸钾-石膏配制而成的毛细吸液芯辐射-冷却顶板，在用水作冷却介质时毛细吸液芯辐射-冷却顶板就成了一块内含多孔介质的均布流道。对以多孔介质孔隙率为55.3%的毛细吸液芯为例，水作为载冷剂流过毛细吸液芯冷却顶板进行了实验研究。介绍了毛细吸液芯冷却顶板的结构和内部配置，并通过搭建实验模型在维持室内温度（26±1）℃分布的情况下对其换热量进行了测试,分析了不同流量条件下流量与阻力的关系。结果表明，在冷水进口温度为10～16℃的条件下，相比常规蛇形辐射管，制冷量提高了36.6%～57.7%，当水流量从4 L·h^-1变化到28 L·h^-1时，黏性力减弱，摩擦因子逐渐减小，渗透率逐渐增大，但当流量从28 L·h^-1变化到40 L·h^-1时，渗透率开始减小。

对δ-Al₂O₃-R141b纳米流体在0.1 MPa系统压力下进行了池内沸腾传热性能测试。沸腾表面为2000^#砂纸打磨的光滑紫铜表面，沸腾热通量为30～130 kW·m^-2，纳米流体的体积浓度为0.1%、0.01%、0.001%。实验表明纳米流体强化了沸腾传热特性，且强化倍数随着纳米流体浓度的增加而增大。体积浓度为0.1%时，沸腾传热系数比基液增大了50.2%。分析认为表面颗粒沉积是强化换热的主要因素，而接触角的变化在此可以忽略。与Rohsenow关联式相比较，纯液体和较低浓度的纳米流体的实验数据与关联式吻合较好，相对误差最大不超过13%，高浓度时吻合较差关联式不再适用。

利用Realizable k-ε湍流模型对带缺口的梯形扰流片进行流动和传热特性的数值模拟，研究了梯形扰流片的缺口位置及流动方式对矩形通道内流场以及传热的影响，同时通过对涡量、流线、流速分布、压力变化、湍流强度等的分析，揭示了扰流片强化传热的机理。结果表明，逆流时Nusselt数比顺流时提高了21.7%，同时摩擦因子也提高了25%。顺流时内侧缺口绕流片提高了传热系数的同时也增加了摩擦阻力，而外侧缺口的绕流片降低了传热系数同时也降低了形状阻力。研究发现较低Reynolds数下(10000<Re<14000)，逆流体现了较好的综合性能，但较高Reynolds数下(14000<Re<20000)，带缺口的绕流片则表现更好的综合性能。由于Kelvin-Helmholtz不稳定性导致了绕流片顶端后缘产生自由剪切层并诱发了发夹涡；绕流片的前后压差导致了流场内流体的旋流运动，形成了两个纵向涡；扰流片背面的逆压梯度产生了回流并形成回流涡。纵向涡强化了壁面与流动中心的对流传递过程，发夹涡则强化了主流区的流动混合，两种涡的共同作用加速了壁面的热量交换，实现了强化传热。

新型立体连续传质液体并流塔板是将LLC-Tray与两种并流流型相结合开发而成的新型塔板。通过实验测定了新型塔板的干、湿板压降，雾沫夹带，漏液等流体力学性能和传质性能，并进行关联得到了相应公式。结果表明，新型塔板板压降较低，雾沫夹带较低，液体处理量相对LLCT提高30%。

研究了经不同粒度砂纸研磨后不同粗糙度纯铜表面的润湿性和蒸汽冷凝性能，分析了表面物理粗糙度和氧化引起的表面化学成分异质性对润湿性和冷凝传热性能的影响规律。结果表明，当铜表面粗糙度小于0.15 μm，增大粗糙度有利于增大接触角，而当粗糙度增大到0.15 μm后，继续增大粗糙度反而会减小其表面接触角。铜表面氧化后造成的化学成分异质性有利于增大接触角。表面微观结构和化学成分异质性的共同作用决定了铜表面的润湿性与蒸汽在其表面的冷凝模式。当粗糙度为0.15 μm左右时，氧化后铜表面表现出最佳的滴状冷凝状态，其冷凝传热系数达到Nusselt理论模型的3.5倍左右。但是表面粗糙结构同时也会增大液滴在金属表面的运动阻力，对冷凝传热性能产生不利影响。

基于质量与能量守恒方程，以转子压缩机几何模型为基础，建立反映中间压力形成过程的变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型，并利用实验对模型进行了校核。基于模拟和实验结果，分析了中间压力随时间的变化及其变工况特性。结果表明，中间压力具有脉动特性，但脉动幅值相对于时均值较小；在影响中间压力的因素中，低高压压缩机理论输气量比的影响最为显著，冷凝温度的影响明显小于蒸发温度的影响；系统制热量随中间压力的升高近似呈线性增加，而系统制热COP随中间压力升高具有先升高后降低的趋势，且存在最优值。

淀粉和纤维素能够被四氯化锡催化转化为乳酸甲酯和乳酸,使用离子液体是实现多糖转化的关键。在实验中考察了催化剂、离子液体、反应时间和反应温度对于总乳酸收率的影响。实验结果显示，在1,3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐中的淀粉在140℃条件下反应2 h可获得54%总乳酸收率,纤维素的收率为15.1%。果糖在同样的反应条件下收率为95%，葡萄糖为64%，这意味着反应机理可能为纤维素和淀粉首先降解为葡萄糖，然后异构为果糖，最终果糖分解为乳酸。

以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂，碳酸钙为扩孔剂，通过反向悬浮交联技术制备了一系列具有一定粒径分布、可用于色谱法分离的大孔β-环糊精/环氧氯丙烷复合介质。电子显微镜照片显示，介质具有良好的球形度，大孔基质的孔度和含水率均高于未扩孔的基质。此外,还研究了该基质对芦丁的静态及动态吸附性能，结果表明，大孔介质的静态吸附量和吸附速率均大于未扩孔的介质。

合成了两种传统型离子液体［bmim］BF₄和［emim］BF₄及含有胺基和羟基的功能型离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄、［OH-e-mim］Br,并对合成的离子液体进行IR和¹H NMR表征。常温常压条件下,对所合成的离子液体开展CO₂吸收性能实验,发现胺基改性离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄和羟基改性离子液体［OH-e-mim］Br的CO₂饱和吸收量分别是常规离子液体的3～9倍和1～2倍,且含有乙基官能团的离子液体吸收平衡时间普遍较短。最终探讨了温度、CO₂分压等对功能型离子液体吸收CO₂过程的影响。

复杂换热网络中间温度状态变量众多且变量间耦合严重，若不加以控制与观测，往往不利于物流间的热量传递与安全监测。换热网络的温度测点设置是实施控制的基础，为保证全部状态的可观性，凭经验设置的温度测点往往过多，经济性差，也缺乏理论论证与分析。因此从控制理论的角度，基于结构可观性理论分析换热网络的结构特性。分析旁路设置对换热网络结构可观性的影响，权衡可观性与经济性两方面因素，为实现设置最少的温度测点以满足全部状态的可观性要求，提出了换热网络全部状态可观的温度测点优化设计法。然后，基于相对增益分析，将已有旁路与优化得出的温度测点进行配对，构成换热网络的常规控制系统。最后，以某常减压蒸馏装置脱盐前换热网络为例验证了方法的可行性。

基于无网格方法和黏性本构方程，开展微注射成型数值模拟的研究。采用光滑粒子流体动力学的粒子近似法离散N-S 控制方程组，求解速度场、压力场、温度场等物理场的变化规律。以应用于生物医学领域带有细微针头的聚合物微针为例，进行充型过程的数值模拟，模拟结果与实验结果基本一致。

利用演化法对某炼厂多杂质氢网络进行优化。在考虑源阱之间的各种匹配可能和氢源之间的互补可能基础上，依次求取最大匹配流量矩阵（M矩阵）、潜在匹配流量矩阵（P矩阵）和最优匹配流量矩阵（O矩阵），确定系统的最小公用工程消耗量为1495.83 m³·h^-1，其节约量为1004.17 m³·h^-1，占现行新氢消耗量的40.2%。此外，根据O矩阵确定了相应的最优氢分配网络。

为了从源头上设计本质安全化的化工过程，研究人员提出多种本质安全化的设计方法和策略，先后开发了多种用来比较不同反应路径中有害物质潜在威胁的定量评价指数。本文将化工过程的稳定性作为一个重要因素来研究本质安全化的化工过程的设计方法，通过研究化工过程稳定的稳态解能够承受的扰动范围，提出抗扰动能力指数定量说明稳定解对于扰动的承受能力。本文通过分析厌氧发酵过程和甲基丙烯酸甲酯聚合过程，定量计算存在多稳态解区域的稳定解能够承受的扰动范围，这对于设计本质安全化的化工过程具有重要意义。

本文针对完全能量耦合精馏塔，基于Fenske-Underwood-Gilliland方程建立了完整的简捷设计方法，得到了各塔的实际理论板数、适宜的进料和侧线液相采出位置以及各塔回流比等参数。并在此基础上通过严格模拟，对完全热耦合精馏塔的中间组分分配比β、气相分割比R_v和液相分割比R_l等参数进行了优化，得出了它们对再沸器热负荷的影响规律。

乙炔加氢反应催化剂的活性与选择性随着使用时间变化而变化，操作参数需要相应的改变从而使得收益最大化。因此本文采集工业数据，通过遗传算法拟合了反应动力学模型和失活反应模型的参数；比较了国内最普遍使用的两种催化剂的选择性和活性保持方面的性能；针对串联使用的两台装填不同催化剂的反应器组合，以运行周期、乙烯产率最优为评价标准，提出了反应器3种组合优化、负荷分配优化等优化策略。将优化策略应用于实际工业装置的分析与运行，乙烯产率和总选择性提高，效果得到验证。

针对一类模型参数突变的系统，提出一种基于多模型切换的阶梯式广义预测控制算法。采用多个固定模型、一个常规自适应模型和一个可重新赋初值的自适应模型并行辨识系统的动态特性。多个固定模型可以提高系统的暂态性能，常规自适应模型可以保证系统的稳定性，可重新赋初值的自适应模型可以进一步提高系统的暂态性能。在每个采样时刻基于性能指标切换到最优的局部模型作为当前模型,设计阶梯式广义预测控制器，从而实现系统全局的控制。最后的仿真结果表明，其控制效果明显优于单一模型的控制器。

柴油中硫和多环芳烃含量要求越来越严，由于二苯并噻吩类硫化物的空间位阻导致传统的催化加氢难以实现以上目标。本文以泡沫铅为阴极，以石墨为阳极，在CH₃CN+EtOH+H₂O+Bu₄NBr电解体系中可以将柴油中多环芳烃的电解加氢和含硫化合物的电解氧化脱除集成。在该电解体系中泡沫铅电极上柴油电解加氢主要是温和的加氢，电解加氢后氢含量增加了1.1%，三环芳烃蒽类和菲类减少3.3%，但是总芳烃含量变化不大，十六烷值增加3.9。在石墨阳极上柴油中硫化物容易电解氧化，氧化产物砜类不能完全由电解体系萃取脱除，进一步通过活性炭吸附可以将柴油硫含量由884 μg·g^-1降低至44 μg·g^-1。

以壳聚糖、纤维素硫酸钠（NaCS）和三聚磷酸钠（TPP）为原料，采用十字型微流芯片制备了粒径均一的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊，微通道宽200 μm，高1 mm。分析了微通道内的三种流动状态、分散剂用量、壳聚糖浓度、油水两相流速等因素对壳聚糖微液滴形成的影响，确定了合适的制备条件。以2%(质量)壳聚糖醋酸水溶液为水相，液体石蜡为油相，5%(质量)Span 85为油相分散剂，水相流速5 μl·min^-1，调节油相/水相流速比为40～100，可以形成均匀的壳聚糖微液滴，粒径分布系数小于0.1。壳聚糖微液滴与1% NaCS和3% TPP的混合溶液反应，固化形成了中间空心、周边由两层膜构成的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊。结果表明，采用微流芯片可以有效控制液滴直径，制备粒径均一的微胶囊。

采用能量代谢分析方法，以S-腺苷蛋氨酸和谷胱甘肽联产发酵过程中能量代谢的关键物质ATP的水平变化为指导，结合L-半胱氨酸的适时添加策略，实现了S-腺苷蛋氨酸和谷胱甘肽联产发酵的进一步高产。在ATP水平指导的L-半胱氨酸添加策略下，实现了胞内ATP的有效利用，且分批培养和流加培养时S-腺苷蛋氨酸和谷胱甘肽的联产量达到584.7 mg·L^-1和1004.4 mg·L^-1，分别比对照提高了27.1%和26.4%。该研究结果为类似耗能合成有用化学品的联产发酵及其高产提供了可行的发酵过程优化策略。

城镇二级出水所含致垢微生物将导致其热能回用过程中在换热面上形成以微生物污垢为主的混合污垢，影响换热、流动效率。以可控微生物种类及浓度的模拟二级出水为介质，对典型热泵供暖、制冷工况下微生物污垢在模拟板式换热器的竖直不锈钢壁面上的形成过程进行了研究，关注起始阶段垢层微观结构演变与宏观垢量生长特性，并考查了流速、菌浓度对成垢过程的影响。实验表明：垢层微观结构演变与宏观垢量增长存在同步关系，污垢生长速率对应于微观结构演变；流速对于成垢过程影响呈非单调性；菌浓度低至10³ CFU·ml^-1（CFU，菌落形成数）时成垢量可忽略。实验结果可指导除垢时间点的选择及改进抑垢、除垢方法。

基于实验室自制的质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）及相关设备搭建测试平台，设计并进行了与可能影响燃料电池输出性能的因素相关的三组实验，即从不同位置脉动进氢，改变其脉动压强，调整负载电压继而研究燃料电池在恒压模式下的输出电流随时间变化的关系。测试结果表明：采用脉动进氢比频繁排水更能提高输出电流；从阳极出口脉动进氢及增大其脉动压强均有助于提高输出电流；当负载电压增大到一定程度后，燃料电池仅靠脉动进氢即可完全取消周期性排水；在某一负载电压下，脉动进氢的参数组合存在使系统获得最优的输出功率及其稳定性的对应值。

采用常规分析、红外光谱、紫外光谱、色谱、质谱等技术，分析、研究了南方硬木化学浆漂白废水的污染特性和特征污染物。结果表明,废水中含有较高浓度的溶解态有机物，可生物处理性较差，且废水存在大量的发色基团和助色基团，使废水色度很深；废水的有机物结构中含有苯环、羰基、羟基、醚基和羧基等基团，羰基是重要的发色团，羟基、醚基和羧基均是助色基团，羰基可能与苯环上的碳碳双键形成共轭，加深废水的色度；废水成分非常复杂，主要有机污染物包括酯类、苯酚类、烷烃类和有机酸类物质，芳香族化合物的峰面积相对含量为58.16％。根据废水中检测到的主要有机污染物对发光细菌的半数发光抑制率EC₅₀，废水中主要控制的特征污染物应包括苯酚类物质、氯酚类有机物、有机氯化物和邻苯二甲酸酯类物质。

考察了曝气量、进水C/N比（COD/TN）及进水氮、磷浓度对序批式移动床生物膜反应器（SBMBBR）脱氮除磷效果的影响，分析了该复合生物系统的污染物去除特性。实验结果表明，反应器脱氮主要是基于好氧段发生的同时硝化反硝化（SND）作用实现的，而除磷是基于常规生物除磷和反硝化除磷过程而完成；在保持载体良好流化状态的前提下，反应器硝化效果和TP去除受曝气量变化影响不大，反硝化效果随曝气量的减小而改善；采用厌氧/好氧序批式运行方式，能够使进水中的有机物被反硝化聚磷菌优先利用，实现一碳两用，节省了脱氮对外部碳源的需要，在进水C/N为2.8～4.0时能获得良好的硝化、反硝化和TP去除效果；随着进水氮、磷浓度的提高，反应器除磷效果相对稳定，脱氮效果变差，最大氮、磷去除负荷分别达到0.17 kg TN·m^-3·d^-1和0.06 kg TP·m^-3·d^-1。

采用环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺等对麦草秸秆进行化学改性,制备改性麦草秸秆阴离子交换树脂（改性麦秸树脂），研究改性麦秸树脂的性能指标并重点考察其对水体中NO^-₃的吸附性能及效果。 研究结果表明,改性麦秸树脂引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对NO^-₃的吸附性能；拉曼、红外光谱及zeta电位分析证明改性麦秸树脂对NO^-₃的吸附机理为离子交换；吸附过程符合Langmuir等温吸附模式；竞争吸附实验结果表明，改性麦秸树脂对不同阴离子的竞争吸附顺序为SO^2-₄>H₂PO^-₄>NO^-₃>NO^-₂,改性麦秸树脂对NO^-₃的最大吸附量为52.1 mg·g^-1,与商业树脂相当；柱吸附实验表明，改性麦秸树脂对NO^-₃的柱饱和吸附量为45.2 mg·g^-1，0.1 mol·L^-1的NaCl及HCl溶液均可有效再生改性麦秸树脂。

制备了聚甲基苯基硅氧烷（PMPS）改性松香基乙二醇二缩水甘油醚AR-EGDE。红外光谱(IR)、核磁共振（¹³C NMR）和环氧值测试结果表明有机硅成功接枝至环氧树脂。同时，将PMPS与AR-EGDE充分混合得到物理改性树脂。通过力学性能和极限氧指数测试探讨了改性方法对改性树脂力学及阻燃性能的影响：化学改性优于物理改性及未改性的AR-EGDE。热失重、炭层分析表明，PMPS改性的树脂在受热和燃烧过程中，都能形成含硅炭层，该炭层可延缓内部材料热分解,同时阻止可燃裂解气体的释放和熔滴发生,从而提高材料的耐热和阻燃性能。物理改性松香基环氧，燃烧时无法形成有效富硅炭层覆盖于底部材料，从而使其阻燃性劣于化学改性。

氨法是制备氢氧化镁的主要方法之一，根据氨进入反应体系状态不同分为氨水法和氨气法两种工艺。为了确定氨水与氨气对氢氧化镁颗粒性质的影响，以氯化镁为原料,分别以氨水和氨气为沉淀剂制备氢氧化镁，并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光粒度分布仪对产品进行了表征。结果表明：两种沉淀剂制备的氢氧化镁颗粒晶型均随沉淀反应温度的升高趋向完整，颗粒的分散性也随温度的升高得到改善；当反应温度达到75℃以上时，氨气法制备的氢氧化镁呈四方块状(六面体结构)，颗粒的规则程度和分散性优于氨水法产品；氨水浓度对氨水法制备的氢氧化镁颗粒粒度及形貌也有较大影响，随氨水浓度的升高，产品粒度及分散性趋向于氨气法产品。本文研究可为氢氧化镁制备中氨法的选择及应用提供参考。

静电纺丝是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法，为了深入了解熔体静电纺丝纤维下落过程中的变化情况，探索用耗散粒子动力学介观模拟方法创建了静电纺丝模拟体系，模拟出聚合物黏度对不同阶段纤维下落速度的影响，发现纤维下落速度增加到一个最大值时，又逐渐变小；还模拟了聚合物不同链长时纺丝纤维的下落形貌，发现随着链长增加，纤维下落速度逐渐减慢；最后研究了弹簧系数对下落过程中聚合物均方末端距的影响，均方末端距增加到一个最大值时，又逐渐变小。从介观模拟的角度对熔体静电纺丝纤维下落过程进行了模拟探索，对这一物理现象中的科学问题得到了更深层次的理解。

基于超声波传播速度与传播介质物性参数密切关联和快速响应的特性，通过实验和理论分析得到了超声波传播速度与聚合物熔体密度存在单值对应关系的重要结论；根据精密注塑制品成型周期短的特点，在实验的基础上采用改进最小二乘法，即缩小自变量使其在0～1的范围内可以有效降低拟合阶数，提高运算速度的方法，建立了基于超声波速度单值变量的熔体密度在线软测量模型，并将该软测量模型应用于注射成型过程中对聚合物熔体注射重量的控制；即由该软测量模型得到的在线熔体密度与螺杆截面积的乘积对螺杆注射行程进行积分，可以精确计算出聚合物熔体注射重量，以此实现对注射机成型制品重量的精密控制；理论和实验都验证了基于熔体密度在线软测量的注射量重量控制方法优于传统的体积控制方法，是提高注射成型过程制品重量重复精度的有效方法。