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[成果] 1900120005 北京
TU984.113 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:随着城市规模的快速扩张,大量的人工建筑代替了原有的自然下垫面,造成了城市局地气候的显著变化,其中近地层风场的变化是城市化影响局地气候的一个重要方面。建筑物的存在增加了城市下垫面的粗糙度,降低了城市街区内部的空气流通效率,恶化了城市局部地区的通风环境,增强了城市热岛效应。当前城市通风已成为城市建设和规划中必不可少考虑的重要环境因素,其在缓解城市热岛效应、降低建筑物能耗以及提高城市居民宜居性方面起着不可忽视的作用。合理的城市通风廊道构建对于确保城市局地空气流通、加快城乡空气交换有着重要的作用,进而能达到降低城市热岛效应、提高人体舒适感的效果。 通过对典型通风廊道内和邻近廊道的站点风速、气温和相对湿度等气象观测要素对比分析,虽然站点观测结果受局地下垫面和周边观测环境的影响,但一定程度上仍可通过观测数据定量评估通风廊道的气象环境效应。 开展了针对廊道气象环境效应的现场观测,选择典型区域进行通风廊道效果的同步对比观测,表明通风廊道在气温较高或热岛较强时有明显的降温作用,可以缓解城市热岛;在中小风速条件下,廊道能明显增加局地风速,而在静风或接近静风时,廊道的增风作用则不太显著。 通过CFD模拟通风廊道内不同建筑布局方式对建筑区内部和廊道下游风速影响,得到以下主要结论:随着建筑高度增高,对下游影响距离明显增加;距离地面越远,影响程度有所下降;考虑对廊道下游风环境影响,同样容积率条件下,建筑区布局呈“迎风口大、背风口小”的喇叭口特征或适度集中布局,则建筑区内部和下游的风环境相对较好,对廊道的阻挡作用有所减弱。
[成果] 1900120004 北京
TU991.14 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:近年来,城市内涝问题引起了政府和大众的普遍关注,其不仅仅是单一的排水不畅、地下管网不合理的问题,而是城市在开发的过程中忽视了生态,使其失去了弹性。要解决当前的城市内涝等生态环境问题,必须了解生态系统的复杂性。复杂性科学研究中一个具有重要意义的“弹性”或“可塑性”概念极具现实意义。海绵城市建设是近年来我国在城镇开发建设中大力倡导的新模式,海绵城市会更好地利用绿地、自流和净化雨水,一方面补充了地下水,另一方面也让土地和地表生命植被得到了很好的发展。 基于径流总量控制的城市雨水系统研究。基于低影响开发理念,理想的径流总量控制目标应以恢复城市开发前自然水文循环为标准,此外,还应充分考虑复杂多样的气候与地形地貌特征,雨水工程设施对城市绿地空间的需求,不同地区特殊的雨水控制需求等的影响。城市生态空间及变化研究。 基于海绵城市的气候承载力研究。本课题从气候资源现状(降雨特征)、生态环境状态(生态空间)和下垫面建设情况3个基本要素层出发,构建北京地区基于海绵城市建设的气候承载力评估指标体系,对当前北京地区的气候承载力(climatic carrying capacity,CCC)进行分级评估,并对北京地区气候承载力的区域差异及其主要限制因子进行了分析。
[成果] 1900120088 吉林
C819 基础研究 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目为了提升平台处理大数据的速度,对统计算法中的图模型的参数估计和模型选择问题进行了研究。基于云平台的参数估计问题给出了基于团集分组策略求高斯图模型和层次模型参数估计的IPSP算法,为云平台上的大数据处理降低计算次数,提高处理数据的速度。 证明了算法得到的解与传统的IPS算法的解相同; 利用模拟退火求近似最优团分组,进而使复杂度降到近似最低; 讨论了分组策略与连接树(junction tree)策略的关系,并给出了两者结合的IPSMP和IPSP-JT,进一步降低复杂度; 通过模拟发现,对于高维模型IPSP比IPS计算速度快近10倍,IPSP可以计算含6,000多个变量的图模型的极大似然估计,而IPS仅可以计算200个变量模型的估计;进一步,IPSMP和IPSP-JT比IPSP的速度还要快,但需要大量内存; 分析了6,320个基因的微阵列数据,利用IPSP求解极大似然估计,度量基因间的条件相关性。
[成果] 1900120063 山西
TP181 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目利用统计学习与机器学习等方法,针对MEMS传感器信息融合与处理技术和模式识别进行研究,属于数理科学在信息、仪器科学等学科中的交叉问题。针对微悬臂梁力学特性、多传感器的数据融合、MEMS水听器信号处理、超声信号缺陷分类识别以及优化算法等方面进行了较系统的研究工作,取得了一系列研究成果,丰富了该领域的理论成果和数学研究方法,对数理学科在信息科学等学科交叉问题中的应用具有重要的理论意义和实用价值。 通过对电容式MEMS微型加速度计失效分析,利用统计方法、人工神经网络方法等机器学习方法,以信号处理技术与神经网络理论为基础,结合数学统计和各项失效分析技术,建立了失效模式分类模型。 在模式识别研究方面,应用主成分分析(PCA)、径向小波神经网络、学习向量量化神经网络(LVQ)、自组织神经网络(SOM)、支持向量机(SVM)以及贝叶斯判别等机器学习方法在字符识别、激光超声缺陷信号检测等领域做了模式识别分析研究,提出了基于自生成圆盘细胞分裂算法的径向小波网络模型,实现字符识别。 作为项目研究方法支撑,针对粒子群优化算法(PSO)以及小波神经网络、K-均值聚类算法的自身缺陷做了相应的改进,并用改进后的优化算法优化了RBF网络、SVM等模型的参数,通过实验验证了参数优化后的模型的优越性能。
[成果] 1900120048 河南
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目主要从原子层次和电子结构方面研究不同的修饰方式对石墨烯的结构稳定性和表面反应活性的作用机理。一方面通过优化构型的原子间距、键长、能带结构、电荷分布和电子态密度等方面性质分析获取体系的原子/电子结构、磁性变化和成键信息,从而对金属、非金属原子掺杂或含氧官能团修饰石墨烯体系的原子/电子结构特性进行研究;另一方面通过观察NH3、SO2、HCN和NO等多种有毒气体分子在石墨烯表面的吸附,引起体系表面结构和电子特性的变化从而改性石墨烯作为气敏材料。该项目的开展取得了多项创新性成果,为改性石墨烯碳基纳米材料在电子、气敏和催化等方面的应用价值提供了理论依据和有效的数据参考。 石墨烯负载单个原子的形成机理与催化特性:寻求具有特殊物性的碳基金属复合功能材料一直是研究领域的热点之一。在此研究基础之上又对石墨烯负载的非贵金属原子(Co、Al、Zn和Ni)体系的稳定结构和催化活性进行了系统的研究,发现掺杂的Co和Ni原子具有极高的稳定性,相比石墨烯纳米带边缘的影响,空位缺陷的结构更有利于金属原子的束缚。 有毒气体分子在改性石墨烯表面的吸附特性:针对石墨烯中碳原子的化学惰性强,气体分子吸附能较小的问题。通过前期的研究经验,发现单个空位缺陷结构的石墨烯能够极大的增强对金属Co原子的束缚作用。
[成果] 1900120079 黑龙江
TK81 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:随着大规模风电并网风电场容量和数量的增加,其输出功率的波动性和间歇性将给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战。风电场动态等值建模理论与方法和风电场的智能控制策略已成为亟待解决的基础性和应用性研究课题。因此,课题组针对风电场等值模型精度以及对环境因素变化导致风电机组难以较好运行的难题,提出了基于多因素差异的风电机组最大功率跟踪控制技术和风电场分群等值建模方法。 考虑多因素差异的风电场/风电机组优化智能控制技术。考虑温度和湿度发生变化时,空气密度也会变化,在风电机组最大功率跟踪控制中考虑了环境因素的影响,给出了最优功率曲线修正系数K。当温度小于等于30℃时,不考虑湿度的影响,给出修正系数计算方法和公式;当温度大于30℃时,同时考虑温度和湿度的影响,给出相应的修正系数的计算方法。算法如图1所示。 为验证方法的有效性,项目合作单位许昌许继风电科技有限公司已将该方法应用到风机MPPT的实际控制中,并正在国家风光储输(张北)示范风电场进行测试。测试共分2个阶段,第一阶段测试时间为2016年2月29日到2016年11月22日,风机采用原有MPPT控制方法;第二阶段测试时间为2016年11月23日到2017年3月2日。风机采用本文提出的MPPT控制方法,通过数理统计分别绘制出对应的风机功率曲线,如图2所示。
[成果] 1900120038 北京
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:纳米材料在生物体内会吸附蛋白分子,形成纳米颗粒-蛋白冠(nanoparticle-protein corona),简称“纳米蛋白冠”。纳米材料表面发生的这类“生物转化”,以相当不可预测的方式调节其化学生物学性质、药理学活性、毒理学性质及其生物医学功能。“纳米蛋白冠”的形成和机制,成为纳米化学与生物医学交叉的诸多领域所关注的重大基础科学前沿问题。近年来,Science和Nature子刊多次讨论纳米材料与体内蛋白质分子的相互作用问题。深入理解其基本结构及其化学生物学行为,成为纳米材料生物医学应用的关键瓶颈。 开拓与发展了纳米材料与蛋白质分子相互作用的研究方法,提出了碳纳米材料与金属纳米材料“纳米蛋白冠”的形成机制。 揭示了“纳米蛋白冠”影响纳米材料生物学特性的重要规律;并提出了利用内源性血清白蛋白修饰纳米材料,调控其生物学行为的新思路。 建立了降低血液蛋白对纳米材料调理作用的方法,据此提出了增强其诊疗一体化功能的新策略。
[成果] 1900120080 云南
C916 基础研究 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:社区是社会网络普遍具有的一种结构特性,许多网络都是由若干个社区构成的。同属于一个社区的用户更有可能具有相似的兴趣或行为模式,因此社区在一定程度上反映了用户自发、无序行为背后的局部弱规则性和全局有序性。社区发现能够使人们从中观尺度来度量网络,并从中分析信息的传播规律,挖掘信息的利用价值。由于社会网络规模庞大,关系复杂,因此研究自动的社区发现与分析技术至关重要。 将社区发现问题形式化为博弈论中联盟的形成过程,提出了基于联盟博弈理论的社区检测方法来识别社会网络中的重叠和层次社区。 提出了一种度量社区划分质量的新指标——MC模块度,用于检测社区大小差异较大的社区结构。 系统地介绍了空间并置模式挖掘技术的理论和方法,基于可能世界模型定义了Top-k概率频繁空间并置模式挖掘的概念,提出了Top-k概率频繁空间并置模式及空间并置模式的增量挖掘算法。 针对现实应用中,不确定数据的概率分布可能不精确甚至缺失的现象,提出了不确定性对象区间概率的定义及计算方式,扩展了点概率参数的朴素贝叶斯分类为区间概率参数的朴素贝叶斯分类。
[成果] 1900120056 北京
V415.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目打破传统卫星分系统独立式的设计模式,提出了为遥感载荷增加“眼睛”和“大脑”的一体化智能载荷研究思路,即在传统分米级遥感相机的基础上增加天文、惯性、卫星导航测量敏感单元和成像策略与信息实时处理单元,形成一体化的智能载荷。提出了载荷与测量一体化建造与标定模型,减少误差传递,实现精确的成像控制和高清晰的成像效果。 提出实时定姿定位高精度智能载荷一体化设计方法,实现智能载荷光机电热系统全局理想配置。提出以卫星本体为中心的空间杂散光姿态球理论,实现面向任务的光学配置优化,建立了一体化智能遥感载荷新模式。 提出了天文星图姿态、惯性陀螺角速度与卫星GPS/北斗位置三位一体的实时定姿定位系统,解决高动态成像下图像定位准确性难题。提出以高动态MEMS陀螺为参考的天文微弱信号探测方法,解决卫星快速机动、敏捷遥感、灵巧成像等过程中精确姿态获取的难题。提出基于自适应阈值的强杂光恒星信号高精度提取方法,解决了单一传感器无法实现星、日、月、地一体化感知与测量的技术难题,实现了复杂工况下全天候成像和目标准确定位。 提出了姿态敏感器与遥感载荷一体化的智能识别与测量技术,以遥感相机的恒星成像为目标参考,实现了遥感系统对空间目标0.03角秒极高精度指向。提出基于遥感图像识别的精密配准与姿态测量方法,实现在轨1,000,Hz、亚角秒级卫星颤振测量。提出一种空间合作/非合作目标异步编码采样的自主探测与智能识别方法,实现了30,km内空间目标分米级定位,并应用于我国月球背面超长波编队飞行探测任务中。
[成果] 1900120025 北京
TN201 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:该项目围绕“量子调控与量子信息”专项指南“量子结构及量子效应器件”提出“半导体复合量子结构的量子输运机理及量子器件研究”,聚焦半导体固态量子结构的量子晶体管和光量子器件研究,围绕关键科学问题:低维与三维耦合半导体复合量子结构中载流子在光电磁微波场下的量子输运及操控;光电转换与效率优化;准粒子态与光子电子关联量子态的精密表征,突破理论设计、材料制备和器件研制关键难题,建立量子态精密表征测量先进平台,实现固态量子晶体管和光量子器件功能演示。 研究复合量子结构的输运理论和亚10,nm精度制备技术。输运量子态多场调控效应与量子晶体管。集成量子结构制备基量子光源器件。关联量子态相干精密测试与光量子计算演示。
[成果] 1900120016 江苏
TN304.055 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:有机小分子半导体器件制作过程分为薄膜和器件制作及表征两个方面。真空沉积是其常用的薄膜制备技术。所谓真空沉积,是将分子材料安装在容器中,通过加热使分子源材料温度高于其升华点或蒸发点,进而使分子脱离容器并定向喷射向衬底表面并形成薄膜的过程。 该项目创新在于开发新型核心部件即任意安装角度蒸发源和超长工作距离显微镜,在此基础上系统集成真空沉积系统,研制集原位形貌、光学和电学实时测量于一体的设备,解决有机小分子半导体薄膜沉积与表征在环境、时间和区域上分离的难题,实现真空内功能薄膜沉积、表征与器件制作的工作站。 为了实现与其他检测设备集成的空间问题,该项目采用全新的真空沉积结构,即将样品台置于蒸发源下方。但是,所有的商业化蒸发源的蒸发口都必须朝上,否则,所蒸发材料以及坩埚将从蒸发源中掉出。因此开发任意安装角度蒸发源是本项目的基础之一。 考虑到有机材料对环境的敏感性,该项目我们选择光学的技术来实现实时原位监测薄膜生长过程。为了实现沉积的原位监测,该项目解决了光学显微镜分辨率和工作距离不能兼顾的难题,自主开发了1微米分辨率和10厘米工作距离的显微镜,安装于真空腔观察窗外部。此设计还可以配合移动样品台对微结构的微区光学性质进行测量以及整个样品的光学性能进行大面积绘图测试。 该研制系统最后将把蒸发源控温系统、样品台的三维移动操作、形貌观察、电学测量以及光学测量通过自主开发的软件集成在一台电脑上。软件将通过多窗口显示的方式同时显示各种信号,达到即时对比的要求。
[成果] 1900120036 上海
TN37 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:热电转换作为一种新兴的清洁能源技术,利用半导体材料直接将热能与电能进行相互转换,不仅可以提高能量的使用效率、降低石化能源的消费比重,而且可以减少二氧化碳的排放,达到保护环境的目的,相关研究在国际上吸引了广泛关注。有效地提高热电材料性能并获得高效热电器件已成为热电转换技术工业应用的关键。而这需要国内外科研机构的通力合作解决从材料到器件的一系列关键问题。美国橡树岭国家实验室和加州理工大学具有多年热电材料研究经验,在原子分子层次上的理论研究、高品质热电材料的设计与制备、材料微观尺度上的精细表征以及宏观物理性能的精确测量等方面作出了一系列原创性成果,整体水平世界领先;该项目的研究涉及新能源材料与技术,有望为汽车尾气废热、工业余废热的高效利用发挥不可替代的作用,符合国家战略需求。 新型高性能热电材料与器件的合作研究,从原子分子层次、纳米微米尺度、以及宏观尺度上研究材料的微观结构对热电性能的影响;深刻理解材料中局域晶体结构/电子结构/振动特性变化与电热输运性能之间关系及其规律性;理解热电材料中电热协同输运的微观机制和基本规律,开展新型热电化合物与复合材料的微观结构设计与制备,获得新型高性能热电材料。以研究的新材料为基础,开发出高能量转换效率的热电器件与系统,并研究材料与器件的长期工作稳定性、机械性能、界面等对热电器件性能的影响,获得高效热电器件,并初步形成热电器件批量制备能力。
[成果] 1900120028 陕西
R318.08 基础研究 [工程和技术研究与试验发展, 医疗仪器设备及器械制造] 公布年份:2019
成果简介:该项目在CF表面构筑均匀致密、厚度形貌可控的高温烧结保护SiC、纳米生物活性HA功能涂层,制备可控排布CF在HA复合材料。有效解决CF/HA复合材料制备过程中CF与HA热膨胀系数不匹配及CF的氧化损伤问题,提高CF增强HA复合材料的强度、韧性,突破其尚不能进入临床使用的瓶颈,获得具有良好生物力学性能的CF/HA人工骨材料。 CF表面厚度形貌可控烧结保护及纳米生物活性涂层的构筑。采用混合酸对CF进行改性处理,通过电化学沉积法在CF表面沉积柱状nHA生物活性涂层。同时,在CF表面制备了厚度、形貌可控的SiC烧结保护涂层。生物活性nHA涂层、烧结保护SiC涂层的有效改善了CF与HA的界面相容性、发挥了CF增强增韧效果。 CF/烧结保护-纳米生物活性涂层/HA复合材料的制备。通过增强体、基体、界面、多功能涂层“四位一体”研究过程,确立各组元与复合材料微观结构和性能之间的关系,进而获得CF/烧结保护-活性涂层对HA基体材料的强韧机理。该项目将具备多功能涂层的CF作为增强体,采用常压、热压烧结工艺成功实现了生物力学性能良好CF/HA人工骨材料的制备,突破了无涂层CF对HA基体增强作用有限的瓶颈。CF/HA复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别达到23.4~78.4,MPa和1.43~2.59,MPa·m1/2,性能指标与人体骨(弯曲强度:50~150,MPa;断裂韧性:2~12,MPa·m1/2)相匹配。 可控排布CF/HA复合材料设计及性能优化。借助有限元软件模拟分析,结合人体骨力学性能及结构,设计可控排布CF/HA复合材料,指导实验研究,确定CF排布方式及状态等对复合材料力学性能的影响规律,实现匹配人体骨力学性能的CF/HA人工骨复合材料的制备及性能优化。通过纤维可控排布装置实现了CF单丝在微米尺度上的精准排布,并设计、构筑制备了性能优异的可控排布CF/HA人工骨材料,从而使得CF/HA复合材料力学性能实现定向控制以满足人体骨需求。
[成果] 1900120017 北京
TG142.33 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 铁合金冶炼] 公布年份:2019
成果简介:激光增材制造是以激光为能量源,通过逐层熔化材料粉末或线材直接制造出零件的一种激光快速成形技术。常见的两种激光增材制造技术方法是以材料同步送进为主要特征的激光熔化沉积(LMD)和以粉末床为主要特征的选区激光熔化(SLM)。激光增材制造合金钢部构件的研究进展不大,主要原因是合金钢成分复杂,组织变化对环境及温度等工艺参数敏感且难以在激光熔池的非平衡凝固过程中有效调控,导致激光成形合金钢力学性能难以满足要求。本课题就是通过后热处理对相关激光增材制造合金钢进行组织调控,使其综合力学性能达到服役标准要求。 发现激光增材制造合金钢的气孔形成机理,提出了消除气孔的成分改性方法。激光成形过程中,源自合金钢粉末中的残O易与C在熔池中反应生成CO或CO2气体,一旦气体不能逃逸则在熔池中形成气泡,气泡在合金钢冷却时转变为气孔。在合金钢粉末中混入适量的与O亲和力比C强的合金元素如Cr,它们能在激光熔池中优先形成稳定的固态氧化物,即起“捕O、固C”的作用,避免熔池中产生气泡。通过控制适当工艺,固态氧化物能以细小颗粒弥散析出,进一步强化成形合金钢。 激光增材制造合金钢增强热处理-马氏体组织调控。马氏体是高强度组织,但激光增材制造合金钢一般不具有该组织。 激光增材制造合金钢增韧热处理—贝氏体组织调控。贝氏体是高韧组织,通过热处理制度探索,发现对激光成形沉积态合金钢进行“奥氏体化+熔盐低温淬火”复合处理,可以获得贝氏体组织,进一步细化淬火温度与时间,可以获得粒状、板条状等形态与尺寸不同的贝氏体组织,则导致合金钢抗拉、屈服强度以及延伸率相应地出现规律性变化并可实现在较宽泛的范围内进行调控。
[成果] 1900010757 江苏
S252.3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:机械化植保是确保我国病虫害有效防控的必要支撑,传统植保机械作业效率低、成本高,特殊农田条件行走难等问题严重制约产业发展。在国家863计划等项目支持下,项目组率先在我国开展无人飞机施药技术及装备攻关工作。历经10年,攻克无人飞机自主飞行控制技术、低量低飘移施药技术、安全管控技术等关键技术难点,取得创新性突破。 1.首创超低空自主飞行施药作业模式,引领无人飞机施药技术方向,发明高精度自动导航、超低空增稳仿地飞行等关键技术,解决了因飞行航线不准、飞行姿态不稳、飞行高度偏高而造成的重喷漏喷严重、作业稳定性差问题。 首次提出“航路规划、自主飞行、定点喷洒、断点续航”的超低空施药技术模式,围绕作业决策及过程控制的技术难点,阐明农田作业的约束条件和寻优机理,建立飞行与施药协同追踪控制策略,发明定高-增稳-仿地飞行控制方法,将无人飞机施药作业方式从“手控”转变为“自主”,实现超低空平稳精准飞行,该模式已成为国内现有植保无人飞机自主作业采用的唯一模式。 2.创立无人飞机农药飘移预测与利用率定量评价模型,创制系列专用喷洒部件,明确无人飞机精量化施药参数,解决了农药利用率与防效不理想问题。 创立基于气液两相流雾滴群运动定量描述方法,构建飘移预测模型;攻克自适应离心雾化控制、喷头精确成型等技术,发明系列窄谱专用喷头:提出植保无人飞机耦合风场与喷洒部件匹配解决方案,实现喷洒雾滴精量可调、沉积均匀、飘移可控;建立农药利用率定量评价模型,创立低空低量高浓度施药作业方法,解决无人飞机施药技术与病虫害防治要求不匹配的技术难题。 3.开发远程监管系统,建立以安全为目标的技术规范与标准,促进了植保无人飞机行业发展有标可依、硬件可控。 针对安全管控技术缺乏的现状,以保障公共、人员、机具、施药和环境等安全为目标,以电子围栏、在线远程监管、飘移预测等核心技术为支撑,构建机具端限制和网络端管控相结合的远程监管系统,提出规范与标准框架,起草了我国首部植保无人飞机农业行业标准。 项目单位成果进入国家补贴目录,在31个省市自治区获得应用,并出口日本、韩国、澳大利亚等国,近三年累计作业2972.9万亩次,总经济效益25.45亿元:成果亦在多家企业实现产业化,市场占有率逾50%,期间全国植保无人飞机总作业量从1152.8万亩次提高到1.06亿亩次,增幅达820%。 项目获授权发明专利15项,发表SCI/EI论文10篇:牵头制订我国首个行业标准《植保无人飞机质量评价技术规范》;起草农业部《关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作》文件;培训农技人员2万余人次:成果第一完成人获“产学研创新奖”、“中国专利优秀奖”等4项奖励。 中国农学会组织包括3名院士在内的国内知名专家对项目科学评价结论为:成果总体水平达到国际领先。
[成果] 1800290135 陕西
V216.5 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:高超声速飞行器服役时承受热流、噪声、机械激励等多场环境作用,各场引起的系统响应相互耦合,作用机理十分复杂。热流固耦合行为及其响应高效计算是多场环境下飞行器结构设计与安全性评价的理论基础。因其复杂性与传统计算方法效率低,研究进展缓慢,成为阻碍精细化设计的主要瓶颈之一。针对飞行器典型结构的多场环境效应,研究结构多场耦合动响应分析理论,揭示热环境下流固耦合现象机理与规律,建立非线性流固耦合系统降阶模型,发展热屈曲非线性动响应的降阶算法及其大规模高效计算技术,开发适用于热环境下非线性声振响应程序。建立了热环境下流固系统耦合响应的分析理论,发展了不同频带的数值模拟方法。系统提出了3种非线性流固耦合系统自适应鲁棒ROM建模思路、建模框架和构造方法。提出了CPU/GPU异构并行计算环境下热流环境高效并行数值方法。
[成果] 1800230027 河北
TQ174.6 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于机械制造领域。 先进陶瓷材料具有优异的机械性能和功能特性,被公认为是21世纪最有发展前景的先进工程材料之一。但其应用受限于两个“瓶颈”:(1)加工效率低、成本高;(2)陶瓷服役中易发生界面脆性断裂,质量难于控制。所以,高效率、低成本、可靠耐用的加工方法创新及其基础理论的构建一直是先进陶瓷材料研究的热点问题。项目组自2003年以来,在9项国家自然基金项目、1项国家“863”计划项目以及10余项省部级项目的支持下,围绕先进陶瓷材料的高效低成本加工和质量控制理论开展系统性的研究,取得以下成果。 1、建立了新型、精确的工程陶瓷点磨削表面粗糙度模型,打破了部分学者认为点磨削表面粗糙度与偏转角无关的观点。首次采用点磨削方法加工先进陶瓷,建立了5个磨削因素的工程陶瓷点磨削粗糙度模型,这是国际上迄今为止关于工程陶瓷点磨削表面粗糙度参数最全面且最为精确的模型。提出了一个全新的模型检验的概念—相对极值差,与标准差相结合来共同检验模型的精度。 2、提出了工程陶瓷加工过程参量约简以及参数智能优化的新算法。改进了和声搜索算法,利用自适应和声搜索算法有效解决了智能算法后期迭代效率低、无法得到全局最优解的问题,解决了先进陶瓷加工过程中的随机问题,其参数能够自适应变化,算法性能得到很大提高。建立了先进陶瓷表面质量和切削力的多元模型,采用多目标优化的方法解决了非线性规划问题,获得了最优切削参数。 3、提出了多项陶瓷高效低成本加工方法。基于边缘碎裂的裂纹自适应扩展效应,首次提出了软推挤驱动裂纹刀伴随切削陶瓷的特种加工方法的理论基础;首次提出了小砂轮轴向大切深缓进给加工方法;首次发现了引弧瞬间高能量密度微爆炸效应、建立了引弧微爆轰击加工陶瓷。这些方法颠覆了传统加工理念,显著提高了加工效率。 4、揭示了微晶玻璃磨削表面成形机理,首次发现了脆性材料加工表面的两次阶跃变化,提出了复合磨削因子,获得了脆性材料磨削过程中的复合域粗糙度模型。应用多种先进方法,提出了系统的陶瓷材料磨削加工性评价方法,建立了陶瓷材料制备和材料加工之间的对应映射关系,实现了各类陶瓷材料磨削加工性的综合评价,为陶瓷材料的设计和加工提供了理论依据。 该项目的相关成果得到国内外同行的积极评价,被《科技日报》等媒体广泛报道。累计发表密切相关学术论文217篇,其中,SCI收录52篇。提交的8篇代表性论文专著,总计他引830次;其中6篇论文总影响因子13.591,ESI高被引论文2篇,SCI核心集他引259次,EI他引332次,中文引文CCD他引239次。共主编出版专著(编著)5部,授权国家发明专利17件(已授权)。获得中国兵工学会科技奖三等奖1项,白城市科技进步二等奖1项;获得军队院校教学成果奖二等奖1项,获国家精品课1门。
[成果] 1800180290 上海
U260.35 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于轨道交通机电装备技术领域。频繁的启动和制动是城市轨道车辆运行的最大特点,而制动所产生的能量有很大一部分消耗在车载制动电阻上,由此产生的热量散发到地铁隧道内,产生了极大的能量浪费及环境污染,并形成一定安全隐患。为解决这一问题,该项目提出一种新的基于车载的城市轨道车辆制动能量控制方法及回收技术,对制动能量进行高效回收及合理利用,大量节约了列车能耗,降低了环境污染,并提高了列车运行安全性。创新点如下: (1)基于车辆运行的外特性及制动能量回收系统的多参数耦合特性,提出了基于车载的制动能量闭环回收方法,对车载制动电阻原本即将消耗的能量进行回收,并应用于车厢照明和空调等辅助用电系统,解决了国内外能量回收技术中对原有供电主回路的大幅改造问题,相比国内外其他并网回馈技术,具有更大的便利性。该技术在车辆满载工况下能量回收效率达到80%以上,实现了节能及环保,并提高了列车运行安全性。 (2)基于城轨列车运行的网络化,研究了列车制动过程中再生制动能量产生的非线性特征,建立了列车制动能量计算的详细依据,并结合上海地铁二号线载客运行工况进行了验证。所建立的列车网络化牵引和制动能量的分布模型对于国内外轨道交通运营公司所关心的制动能量的核算及能量吸收装置的选型及实施具有重要的理论及工程指导意义。 (3)解决了车辆在制动电阻存在条件下,以储能元件为主的制动能量合理分配问题,为国内外城市轨道车辆制动能量回收及利用提供了理论依据和技术基础。该项目在轨道交通车辆相关机电装备的能量转换方面积累了大量理论及实践经验,在基于超级电容的能量回收技术方面获得了普适性成果,解决了轨道车辆相关机电系统的等效性设计问题,实现了实车工况在任意比例条件下的牵引及负载模拟方法。项目创新性建立了30kW的3:19动车牵引模拟实验台,以及800kW的1:1全功率实验台用于制动能量回收实验,相关成果得到相关企业及高校的高度认可。 项目围绕城轨车辆制动能量回收的高端核心技术,获得了一系列原创性成果。项目在上海市第二十五届优秀发明选拔赛上获得银奖,知识产权经第三方权威机构评估价值为2248万元(上海沪港资产评估有限责任公司,沪港评报字[2012]第103号)。相关核心技术成果发表SCI及EI论文14篇,申请并授权国家发明专利7项,实用新型专利2项,以及软著1项,已引起国内外相关知名企业的浓厚兴趣。 在国内顶尖期刊《铁道学报》发表代表性学术论文“城市轨道交通车辆制动能量回收技术现状及研究进展”,入选国家科技部2013年度中国精品期刊顶尖学术论文(F5000)(2009-2013《铁道学报》仅2%论文入选),该论文引用次数已达83次,另外,该项成果于2013年由日本科学技术振兴机构(JST)收录并翻译为日文,在线发表于日本“科学技术月报”,已形成了较大的国际影响力。
[成果] 1800290210 重庆
U491.13 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:成果主要包含内容: (1)交通均衡理论及应用研究。研究交通均衡流的存在性、稳定性问题,重点研究交通均衡流的计算问题,特别对具弧容量约束的交通均衡模型进行了深入研究,导出了具弧容量约束的交通均衡流的存在性、稳定性,给出了计算具弧容量约束的交通均衡流的限制性算法。 (2)Nash均衡理论研究。主要研究Nash均衡点的存在性问题,并在不同拓扑空间研究了Nash均衡点的稳定性问题。 (3)广义向量拟均衡问题系统研究。主要研究广义向量拟均衡问题系统理论框架及其应用。 (4)非线性均衡领域的其他研究。主要研究参数优化问题、向量优化问题、变分(似变分、隐变分、拟变分等)不等式问题及其他相关优化问题。这四部分研究关系密切、相互渗透、相互支撑,共同构成非线性均衡理论的主要部分。 该成果主要由19篇国际刊物发表的SCI检索论文及学术著作《运筹学理论与模型》组成,其第一作者均为项目组成员,19篇论文平均SCI他引次数为6.9,发表刊物平均影响因子为1.342,其中,SCI期刊(JCR分区)1区刊物2篇、2区刊物10篇、3区刊物6篇、4区刊物1篇。学术著作《运筹学理论与模型》,450千字,2002年8月贵州人民出版社出版,长期作为教师参考书和研究生教材使用。 成果创新点: 将交通均衡问题从路径容量约束推广到具弧容量约束情形,首次提出了具弧容量约束的交通均衡原则及数学模型,并导出了具弧容量约束的交通均衡流的存在性与稳定性结果。经典的交通均衡问题,随着路径流量的增加,路径上的支付也同时增大,而路径上支付的增大,又反过来限制了流量的增加,这样相互作用的结果,路网中的流量,将逐渐趋于均衡状态,在高速交通网中,由于路段较少,各路段间通行能力差异不大,不同OD方向的车流在同一路段叠加的矛盾不大,因此,用经典的交通均衡模型来分析高速交通路网,具有合理性;至于具路径容量约束的交通均衡模型,因考虑了容量约束这一交通路网的客观因素,其分析结果比前者更具科学性;但这两种模型,都不能用于分析研究城市交通系统,因为在城市交通环境中,路段多,不同路段间通行能力差异大,不同OD方向的车流在同一路段往往层层叠加,情况复杂,交通矛盾大,OD点对间的路径容量不但难以计算,也没有实际意义,而具有弧容量约束的交通均衡模型正适合这样的城市交通环境。事实上,即使是高速交通系统,只要路网中车流量与通行能力间矛盾大,路网负荷大,用具弧容量约束的交通均衡模型来分析研究,得到的结果同样会更具科学性,更接近于真实的交通实践。 理论与应用价值: 项目对非线性均衡问题进行了系统、深入的研究,涉及非线性均衡问题主要模型、解的存在性、解的稳定性、解的算法、解映射的性质、非线性均衡问题的各种子问题及其相互关系等各个方面,它勾画出了非线性均衡理论的基本框架,丰富、完善了非线性均衡理论。 项目的一个具体应用就是提出了具弧容量约束的交通均衡理论,使城市交通控制有了科学、稳定的均衡分析模型,它不但可以用于城市交通路网的实时控制,还可以对因城市交通工程施工导致路网流量变化情况进行预评估,也可以用于指导城市新区的交通路网建设,推动中国的城镇化过程。
[成果] 1800220371 安徽
TD745.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:中国自“六五”开始,陆续开展提高上限试验开采研究,积累了丰富的开采经验和技术参数,同时通过试采解放了大量的浅部煤炭资源。然而,淮北煤田频繁发生的多起松散层水害及灾害事故,如任楼矿7240工作面溃水(砂)淹面、芦岭矿8101工作面溃砂堵塞巷道、桃园矿1022工作面溃水(砂)淹面且造成重大人员伤亡事故、祁东矿“11.5”淹井特大灾害及该矿多个工作面“突水压架”灾害等等,表明松散含水层下安全开采的防治水技术难题并没有得到有效解决。特别是,像淮北煤田构造复杂、古冲沟发育,且存在“厚松散层”、“厚底含”、“高承压”、“强富水”、“复杂覆岩结构”等复杂开采技术条件,传统理论方法和规程已很难适应此类复杂开采技术条件下煤层开采防治水技术难题。为此,皖北煤电集团公司联合合肥工业大学、中国矿业大学等单位,自2011年开始,在区域水文地质条件演变规律研究的基础上,选择“松散强含水层下开采”的祁东煤矿为试验研究基地,针对“厚松散层”、“厚底含”、“高承压”、“强富水”、“复杂覆岩结构”等关键技术难题,进行探控协同攻关,形成松散强含水层下开采探控一体化防治水技术体系,并在应用过程中逐步完善,社会与经济效益显著。项目通过现场试验、室内模拟及数值计模拟等研究手段,揭示了松散强含水层下开采水文地质影响机制、覆岩变形破坏与渗流演化机理、导水通道演变及充水致灾规律,在此基础上,开展“灾害预测—采前预防—采动预警”的松散强含水层下探控协同防治水技术研发,形成可复制的松散强含水层下开采防治水探控一体化技术体系。项目研究成果近六年来在皖北煤电集团与淮北矿业集团松散含水层下采煤突水灾害防治中得到成功应用,避免了突水、压架与溃水(砂)灾害的发生,彻底扭转了松散强含水层下采煤突水致灾的被动局面。项目研究过程中,在松散强含水层下安全开采煤量为469.9万t,新增销售额28.2亿元,新增利润9.4亿元,新增税收5.6亿元。项目为《“三下”采煤规程》的修订或相关标准、规范的制定补充了新理论与新技术;合理评价华北隐伏型煤田松散强含水层下采煤的安全性,并指导开采过程中的防治水工作,减少水害事故的发生。项目针对松散含水层下开采防治水探控技术开展研发,重点考虑“厚松散层”、“厚底含”、“高承压”、“强富水”、“复杂覆岩结构”5个方面的复杂地质与开采条件,为国内外采矿界所罕见,国外尚未检索到类似条件下开采的文献。传统理论方法和规程已很难适应此类复杂地质与开采条件下煤层开采水害发生的评价以及开采上限的决策。研究成果在皖北煤电集团、淮北矿业集团多个煤矿推广应用,经济与社会效益显著,总体达到国际先进水平。
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