该论文从制冷与低温的学科角度探索了CAE的系统性应用.为了探索这个过程,该文选择了两个不同的低温系统进行了工作,即:车载液氢杜瓦试验系统的试验和CAE分析;整体旋转式微型斯特林制冷机的三维CAD、循环过程CAE分析和试验.在两个部分工作中分别体现了低温容器和低温机械方面的CAE设计与优化的思想.具体研究工作主要为以下几个方面:1、液氢杜瓦的漏热理论计算与液氮蒸发率试验,结合热力学分析获得容器传热与热力方面的性能和特征.2、CAE分析实现低温容器内胆的应力与变形分析,结合支撑拉带的温度和热阻分析完成系统结构的优化.3、探索低温容器复合结构的有限元网格划分方法,利用映射-自由组合法、分步旋转和分块分割法得以有效实现.4、CAE分析实现低温容器整体振动模态、液体晃动及流固耦合作用的有限元方法求解,获得系统全面的动态性能.5、三维CAD方式完成斯特林制冷机零件设计到整机装配过程,同时CAE分析完成静力、动力、惯性力矩分析,设计与优化过程同时进行.6、运用数值仿真计算斯特林制冷机系统循环过程的温度、压力、流动、传热的动态参数,用CAE分析方法探索斯特林制冷机的工作特性.7、完成斯特林制冷机初步试验,通过综合分析方法获得制冷机循环系统中各种运行条件下性能的变化特征.8、对试验结果与数值仿真计算结果进行比较和分析,计算模型的准确性和计算方法的合理性都得到试验的验证.以上不同低温系统设计与优化工作,探索了CAE计算、平面CAD向三维CAD、理论解析求解向有限元求解、试验研究向数值仿真研究的方法转变.通过解决CAE方法在上述低温系统中的应用,探索了CAE的具体实施方法,为发展制冷与低温技术中的新途径做了有益的探索.