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針對我國高速列車、地鐵車輛、航天航空等領(lǐng)域?qū)Υ笮吞胤N鋁合金型材需求量急增，而關(guān)鍵生產(chǎn)裝備和技術(shù)為少數(shù)國家所壟斷，大型特種鋁合金型材80％依賴進口等問題，以自主研究開發(fā)萬噸級擠壓機用大型成套工模具設(shè)計、制造與使用技術(shù)為目的，自1996年開始，與科研院所、大型骨干企業(yè)開展長期聯(lián)合攻關(guān)，重點進行大型扁擠壓筒研制、大型特種型材分流組合模優(yōu)化設(shè)計、特種異型穿孔針的優(yōu)化設(shè)計、固定擠壓墊研制及其應(yīng)用研究工作，在萬噸級擠壓機用大型扁擠壓筒和大型復(fù)雜斷面型材分流組合模的強度理論、優(yōu)化設(shè)計方法、設(shè)計軟件與制造技術(shù)，大尺寸異形固定擠壓墊、異型穿孔針的設(shè)計制造技術(shù)，應(yīng)用成套大型工模具擠壓生產(chǎn)復(fù)雜大斷面鋁合金型材工藝技術(shù)等方面取得系列突破，打破了國外對高性能關(guān)鍵鋁合金型材生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品的壟斷和封鎖，工模具制造成本和使用壽命、型材產(chǎn)品質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟指標達到國際先進水平，為我國高鐵車輛的研制和國產(chǎn)化、航空航天、艦船和國防工業(yè)等高新技術(shù)發(fā)展和重大工程建設(shè)做出了貢獻。本成果專家鑒定意見認為：“…項目整體達到國際先進水平，其中大型扁擠壓筒設(shè)計制造技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，…”。成果獲2011年度國家科技進步二等獎。

項目成果/簡介:雙電層對于電化學(xué)界面過程的意義重大，但目前依然對其缺乏足夠的微觀認知。在該工作中，結(jié)合第一性原理分子動力學(xué)方法和課題組自身發(fā)展的電極電勢計算方法（計算氫標準電極法，Phys. Rev. Lett. 2017, 119, 16801），程俊教授等人模擬得到了不同電位下的Pt(111)/水溶液界面結(jié)構(gòu)，在深入分析結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了化學(xué)吸附水的覆蓋度在Pt(111)表面隨電位變化遵循Frumkin等溫吸附的規(guī)律。更進一步，通過理論推導(dǎo)證明了該化學(xué)吸附水覆蓋度隨電位的變化會對電化學(xué)界面造成一個負電容的貢獻，這拓展了經(jīng)典的雙電層模型對于電化學(xué)界面的理解。同時，該負電容能夠明顯增大緊密層電容，并且在零電荷電位附近形成一個峰，這很好得解釋了電化學(xué)實驗中觀察到的“鈴鐺狀”的微分電容曲線，解決了這一困擾基礎(chǔ)電化學(xué)工作者多年的一個疑問。該工作將為深入理解界面電催化的微觀機制提供重要幫助，并有望為雙電層超級電容器的設(shè)計提供了新思路。

該發(fā)明提供了一種內(nèi)彎弧形筋片扁環(huán)填料，主要用于石油煉制、化工、環(huán)保、濕法冶金、醫(yī)藥等領(lǐng)域的萃取，精餾和吸收過程。

一、 項目簡介通過開展電磁裝置中的渦流場及其耦合問題研究，建立含有運動參數(shù)和材料特性參數(shù)的三維渦流場與溫度場的耦合數(shù)學(xué)模型，以有限元數(shù)值分析為基礎(chǔ)，開發(fā)了基于有限元方法和全局優(yōu)化方法的渦流場及其耦合場的優(yōu)化設(shè)計軟件，為現(xiàn)有電磁裝置的優(yōu)化設(shè)計或新型電磁裝置的開發(fā)提供了重要依據(jù)和手段；采用全局優(yōu)化方法設(shè)計感應(yīng)加熱線圈結(jié)構(gòu)，解決了運動帶材橫向磁通感應(yīng)加熱溫度分布不均勻的國際電磁感應(yīng)加熱領(lǐng)域難題，做出國內(nèi)首臺滿足工程需求的運動帶材橫向磁通感應(yīng)加熱裝置的樣機。二、 技術(shù)指標（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）本項科研成果“渦流場及其耦合場問題的研究與應(yīng)用”獲河北省科技進步二等獎，得到國家自然科學(xué)基金和河北省自然科學(xué)基金項目等資助，并申請和授權(quán)發(fā)明專利多項。三、 高清成果圖片3-4張鋼帶淬火生產(chǎn)線橫向磁通感應(yīng)加熱裝置

項目針對現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)存在系統(tǒng)開環(huán)運行、預(yù)警功能單一、環(huán)境適應(yīng)性差、檢出污染物有限等問題，通過基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)集成和示范應(yīng)用，取得以下創(chuàng)新成果：1）提出基于事件驅(qū)動和風(fēng)險評估的水質(zhì)安全預(yù)警控制技術(shù)體系，突破水質(zhì)安全評價、水質(zhì)組合預(yù)測、水質(zhì)事件檢測、動態(tài)風(fēng)險預(yù)警等系列關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)完成具備高集成度、可擴展性的城市飲用水水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)平臺；2）提出包括 126 項水質(zhì)指標的飲用水水質(zhì)安全指標體系和基于水廠工藝處理能力的原水水質(zhì)安全評價關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)綜合考慮水質(zhì)狀況、水廠工藝和調(diào)度能力等因素的本地差異化水質(zhì)安全評價系統(tǒng)；3）提出基于不確定性原理的突發(fā)水質(zhì)事件動態(tài)風(fēng)險預(yù)警方法，研發(fā)完成支持多任務(wù)運行的突發(fā)水質(zhì)污染事故模擬仿真服務(wù)系統(tǒng)；4）研制完成多種新型水質(zhì)在線監(jiān)測預(yù)警儀器及裝備，包括發(fā)光菌法在線水質(zhì)綜合毒性監(jiān)測儀、免試劑多參數(shù)在線水質(zhì)分析系統(tǒng)、移動水質(zhì)采樣監(jiān)測系統(tǒng)等。由吳澄院士等專家組成的成果鑒定委員會認為本項目成果具有普適性和可擴展性，整體上達到國際先進水平，在預(yù)警系統(tǒng)集成、全流程水質(zhì)評價、動態(tài)風(fēng)險預(yù)警方面達到國際領(lǐng)先水平。

項目通過研制和深化集成各類農(nóng)業(yè)智能傳感器、無線傳感網(wǎng)節(jié)點、應(yīng)用系統(tǒng)平臺，構(gòu)建一體化的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。項目部分成果已在北京、天津、遼寧、山東、江蘇、安徽、湖北、浙江、福建、廣東、廣西、海南等地進行推廣應(yīng)用示范。 項目來源：中國教育部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資金項目技術(shù)推廣意向：可具體推廣應(yīng)用于大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 現(xiàn)狀特點：已將多項科研成果產(chǎn)品化，包括12種農(nóng)業(yè)傳感器、10種采集器、8種無線網(wǎng)關(guān)、6種控制器、4類應(yīng)用平臺。并在江蘇、山東、天津、新疆、河北、上海、北京、湖北、江西、浙江、海南等省市建立了水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田灌溉、設(shè)施溫室、畜禽養(yǎng)殖和土壤墑情監(jiān)測等應(yīng)用示范基地。 技術(shù)創(chuàng)新：將各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境智能檢測技術(shù)及裝備、設(shè)施化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能控制技術(shù)及裝備、以及農(nóng)業(yè)環(huán)境信息無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、種植養(yǎng)殖信息智能處理模型及方法、農(nóng)業(yè)生態(tài)凈化技術(shù)整合為一個有機整體。通過對環(huán)境參數(shù)的準確檢測，數(shù)據(jù)的可靠傳輸，信息的智能處理以及控制機構(gòu)的智能控制，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)環(huán)境信息智能在線監(jiān)測控制、種植養(yǎng)殖管理科學(xué)決策的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，有效提高了我國農(nóng)業(yè)信息化水平，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化管控提供了切實可行的技術(shù)手段。 成果所處研究階段：產(chǎn)品總體處于深化研發(fā)、繼續(xù)完善功能、提高性能階段,部分產(chǎn)品已達到中試或推廣應(yīng)用階段。

開展巖石裂紋擴展與連接機理的研究，對于預(yù)測巖 石（體）工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產(chǎn)量與效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價 值。主要取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點如下：（1） 在試驗研究方面，研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數(shù)字量測技術(shù)，發(fā) 現(xiàn)了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴展與連接規(guī)律，建立了非連續(xù)巖石材料應(yīng)力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯(lián)系，揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律，為理論和數(shù)值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。（2） 在理論研究方面，利用內(nèi)變量熱力學(xué)理論和偽力法，揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機理，建立了巖石（體）損傷局部化分叉模型；基于斷裂力學(xué)原理, 提出了巖石（體）的非線性強度準則，為開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化過程的數(shù) 值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。（3） 在數(shù)值方法方面，提出了連續(xù)-非連續(xù)數(shù)值模擬方法，編制了廣義粒子 動力學(xué)多線程高效并行計算程序，成功實現(xiàn)了二維和三維裂紋演化過程的數(shù)值模 擬，揭示了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化的細觀機理，為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計算平臺。(4) 在工程應(yīng)用方面，實現(xiàn)了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數(shù)值模擬，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，闡釋了地下洞室非連續(xù)圍巖的破裂 發(fā)展規(guī)律，揭示了深埋地下洞室圍巖的損傷失穩(wěn)機制。

在反向不同引誘物濃度梯度下，細菌首先趨向聚集于強引誘物而少營養(yǎng)的一端， 但當(dāng)細胞密度超過一個閾值時，細菌群落部分“逃逸”強引誘物濃度場，游向趨化因子相對弱但可代謝物質(zhì)富集的一端。這一現(xiàn)象被刻畫為細菌群體運動的“逃逸相變行為”。羅春雄研究組通過與美國IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北大定量生物學(xué)中心資深訪問學(xué)者）合作，對此現(xiàn)象涉及的趨化受體間的協(xié)作行為進行了系統(tǒng)細致的理論分析和實驗論證，發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)通過數(shù)量較少的Tap趨化受體進行了響應(yīng)行為，而且在較大的一個趨化響應(yīng)參數(shù)空間均會出現(xiàn)由細菌密度超過臨界密度而產(chǎn)生的逃逸條帶（“Escape Band”）行為，該行為可以使得細菌群落在復(fù)雜的趨化物濃度場中獲得更好的生長優(yōu)勢。細菌群體趨化運動的“逃逸相變行為”

雙幻核132Sn（Z=50，N=82）附近由于實驗數(shù)據(jù)缺乏，人們對該區(qū)域殼結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生變化一直存在著爭論。因此，實驗上進一步研究該區(qū)域的殼演化特征，探討殼演化內(nèi)在機制是一個非常重要而有趣的課題，對理解核天體物理中的快中子俘獲過程也有重要意義。圖1. 奇質(zhì)量Ag同位素第一個1/2-態(tài)和9/2+態(tài) 圖2. (a) 理論計算的質(zhì)子有效單粒子能能級差的系統(tǒng)性演化 曲線。(b) 中子在h11/2軌道的占據(jù) 近期，核物理與核技術(shù)國家重點實驗室的李智煥、華輝課題組和合作者在日本理化學(xué)研究所開展了對123Pd和125Pd核的β衰變實驗研究，首次在衰變子核123Ag和125Ag 的低激發(fā)能區(qū)發(fā)現(xiàn)了具有β放射性的同核異能態(tài)。利用新發(fā)現(xiàn)的同核異能態(tài)，討論了奇質(zhì)量Ag同位素中由πg(shù)9/2 和 πp1/2兩個軌道形成的Z=40次閉殼能隙在N=82附近的演化（見圖1）。研究表明在N=82處，Z=40次閉殼能隙可能存在明顯的減小。為了進一步了解殼演化的微觀機制，使用包含了張量力的殼模型計算了這個質(zhì)量區(qū)單粒子軌道的演化，結(jié)果顯示相比于N=50處，Z=40次閉殼能隙在N =82處存在明顯的減小，張量力對 Ag 同位素中πg(shù)9/2 和 πp1/2 軌道以及 Z=40 次閉殼能隙在接近 N=82 時的演化起到非常重要的作用（見圖2）。

（2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎（自然科學(xué)獎）一等獎） 成果簡介：巖石（體）是一種復(fù)雜的天然介質(zhì)，在漫長的地質(zhì)構(gòu)造作用過程中，內(nèi)部孕 育了各種規(guī)模和尺度的缺陷（如節(jié)理、裂隙和斷層等），這些缺陷的空間位置與 分布規(guī)律顯著影響其力學(xué)響應(yīng)，進而對斷續(xù)裂隙巖體工程的穩(wěn)定與安全產(chǎn)生重要 影響。另一方面，在頁巖氣與煤層氣等開采過程中，往往需要人為制造裂縫網(wǎng)絡(luò) 來實現(xiàn)壓裂增滲增產(chǎn)。因此，開展巖石裂紋擴展與連接機理的研究，對于預(yù)測巖 石（體）工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產(chǎn)量與效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價 值。主要取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點如下： （1） 在試驗研究方面，研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數(shù)字量測技術(shù)，發(fā) 現(xiàn)了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴展與連接規(guī)律，建立了非連續(xù)巖石材料應(yīng)力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯(lián)系，揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律，為理論和數(shù)值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。 （2） 在理論研究方面，利用內(nèi)變量熱力學(xué)理論和偽力法，揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機理，建立了巖石（體）損傷局部化分叉模型；基于斷裂力學(xué)原理, 提出了巖石（體）的非線性強度準則，為開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化過程的數(shù) 值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。 （3） 在數(shù)值方法方面，提出了連續(xù)-非連續(xù)數(shù)值模擬方法，編制了廣義粒子 動力學(xué)多線程高效并行計算程序，成功實現(xiàn)了二維和三維裂紋演化過程的數(shù)值模 擬，揭示了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化的細觀機理，為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計算平臺。 (4)    在工程應(yīng)用方面，實現(xiàn)了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數(shù)值模擬，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，闡釋了地下洞室非連續(xù)圍巖的破裂 發(fā)展規(guī)律，揭示了深埋地下洞室圍巖的損傷失穩(wěn)機制。