开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩 石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价 值。主要取得的科学发现点如下：（1） 在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发 现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落 与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值 研究裂纹演化规律提供了技术支撑。（2） 在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体 的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理, 提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数 值模拟奠定了理论基础。（3） 在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子 动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模 拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了 计算平台。(4) 在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损 伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂 发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。

（2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）一等奖） 成果简介：岩石（体）是一种复杂的天然介质，在漫长的地质构造作用过程中，内部孕 育了各种规模和尺度的缺陷（如节理、裂隙和断层等），这些缺陷的空间位置与 分布规律显著影响其力学响应，进而对断续裂隙岩体工程的稳定与安全产生重要 影响。另一方面，在页岩气与煤层气等开采过程中，往往需要人为制造裂缝网络 来实现压裂增渗增产。因此，开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩 石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价 值。主要取得的科学发现点如下： （1） 在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发 现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落 与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值 研究裂纹演化规律提供了技术支撑。 （2） 在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体 的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理, 提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数 值模拟奠定了理论基础。 （3） 在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子 动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模 拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了 计算平台。 (4)    在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损 伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂 发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。

能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有： 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。

本发明公开了一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载方法及装置。多个作动器在轨枕沿轨道方向上方布置，每个作动器顶部连接在反力横梁跨中处，每根反力横梁两端固定在两根反力纵梁上，每根反力纵梁的两端连接在两根支撑柱上，每根支撑柱底部固定在地面上。根据列车-轨道-路基理论模型计算拟合确定在不同车型和不同列车速度的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为作动器的荷载激励曲线，将钢轨在轨枕正上方处分段为离散独立的分段钢轨，相邻作动器沿列车移动方向以相同时间间隔连续激振，从而实现不同车型在不同速度下列车整车移动荷载的模拟加载。本发明为开展铁路、地铁等轨道交通线下基础设施的研究提供了一种可靠便捷的试验加载方法及装置。

西安科技大学机械工程学院自 2004 年开始对冶金系统无功补偿技术和控制方法进行研究，目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。该项目授权发明专利 1 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 1 项。成果及开发装备在辽宁省本溪县大兴电石厂的 12500kVA 电石炉、湖南长乐铁合金有限公司的 16500kVA 硅锰炉、石家庄三环锰硅科技有限公司的 12500kVA 铬铁炉上应用并取得良好效果。

本发明公开了一种集成电路管脚三维检测装置，包括图像采集单元(2，3)、平面反射镜(4)、光源(5)、反光板(6)和图像检测处理单元(1)，待检测的芯片(8)设置在反光板(6)下方，所述光源(5)发出的光束经反光板(6)反射后照射在待检测的芯片(8)上，再经平面反射镜(4)发射后入射到图像采集单元(2，3)，该图像采集单元(2，3)与图像检测处理单元(1)连接，图像采集单元(2，3)采集获得待检测的芯片(8)的图像，传送到图像检测处理单元(1)，经处理后即可实现对芯片管脚的三维检测。本发

该装置属专利技术，是一种电弧放电光纤研磨截面高精度抛光方法及装置，利用两电极间的放电电弧对研磨后光纤表面进行抛光处理，以便去除光纤研磨过程中产生的微裂损伤，提高研磨光纤的质量的新型光纤抛光设备。属于光纤通信系统技术领域，特别属于利用光纤包层场的变化来制作高精度光器件的技术领域。 光纤属于硬脆玻璃材料，在光纤研磨过程中，研磨砂将不可避免地会在其表面产生大量的凹坑和微裂损伤，表面粗糙度较高，从而引起光信号的散射和吸收损耗较大，虽然采用颗粒尺寸很小的微粉对光纤的研磨表面进行机械抛光，可在一定程度上降低表面的粗糙度，但机械微粉抛光法并不能消除研磨光纤表面那些不可见的微裂损耗，如果不进行处理，当空气中的水汽进入这些微裂纹时，将导致所制作的光纤器件的性能很快恶化，对提高器件的稳定性极为不利的。而且由于光纤的直径仅为125微米，为提高其研磨表面的光滑行对机械微粉的材料、尺寸和纯净性要求极高，在实际加工中并不适用。因此，为进一步提高光纤研磨后表面的光滑性，避免微裂损伤造成的器件性能恶化，迫切需要一种价格便宜、使用方便、并且能对研磨光纤表面的微裂纹进行消除的新型抛光设备。 技术内容： 利用两电极间的放电电弧对研磨后光纤表面进行高精度抛光的方法及装置， 解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种电弧放电光纤研磨截面高精度抛光方法，其特征在于，利用在电压控制下，两电极放电电弧所产生的高温效应，将研磨光纤的表面进行熔化，消除研磨光纤表面的微裂纹；通过定位传感器，是放电电极沿着研磨后待抛光光纤的轴向移动，调节光纤抛光的长度；利用电机速度控制器控制电极的移动速度。 技术特点： 1、利用在电压控制下，两电极放电电弧所产生的高温效应，经研磨光纤表面进行熔化，消除研磨光纤表面的微裂纹； 2、利用电压控制PZT，调节放电电极与研磨后待抛光光纤间的距离，调节精度为0.01微米； 3、通过精密导向机构和定位传感器控制抛光电极的移动范围，调节光纤抛光的长度，长度为0-140mm； 4、利用电机速度控制器对电极的移动速度进行控制。 利用电压控制压电陶瓷PZT，从而调节放电电极与研磨后待抛光光纤间的距离；并通过定位传感器来控制抛光电极的移动范围，实现光纤抛光的长度的调节。其发明的主要内容如下： 该抛光装置，由PZT高度调节器，电机速度控制器、精度导向传送带，定位传感器、V型刻槽光纤放置用微晶玻璃和电极组成。主要优点：（1）采用火焰抛光的方法，通过PZT调节研磨抛光后的光纤与电极的相对位置，利用电极打火所产生的高温将研磨光纤的表面进行熔化，从而有效消除研磨光纤表面的粗糙度，抑制微裂纹或凹坑造成的较大损耗；（2）通过精密导向机构的定位传感器，是放电电极沿着研磨后待抛光光纤的轴向移动，从而实现对光纤抛光的长度进行任意调节；（3）利用电机速度控制器对电极的移动速度进行控制。

本发明提供双声道 3D 音频生成装置及方法，装置包括左右耳声压模拟模块、距离变量函数确定模 块、远场头相关传递函数提取模块、近场头相关传递函数记录模块、卷积模块，首先计算距离不同的声 源在硬质球体的某点上产生的声压，然后将不同距离下声源在该点处的声压比较得到距离变量函数值， 再根据距离变量函数值与已有的远程头相关传递函数得到近场头相关传递函数，再利用该头相关传递函 数进行时频变换得到头相关传递冲激响应与音频信号进行卷积，最终得到 3D 音频。利

本成果构建了模块化爆炸物销毁防护装备、系统及方法创新体系，在防爆机理、技术、装备、检测等方面均取得重大突破，并经过100余次的爆炸实验探索与反复测试验证，解决了防爆装备的轻量化、实战化、安全性等重大难题。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 为解决我国爆炸防护的重大难题，项目组一改传统防爆结构“以硬碰硬”的防护方法，创新“以柔抗爆”的柔性复合防爆新思路，后续分别得到了国家自然科学基金、爆炸科学与技术国家重点实验室重点项目等项目的资助。经过持续自主创新和技术攻关，构建了模块化爆炸物销毁防护装备、系统及方法创新体系，在防爆机理、技术、装备、检测等方面均取得重大突破，并经过100余次的爆炸实验探索与反复测试验证，解决了防爆装备的轻量化、实战化、安全性等重大难题。 该成果的技术指标和技术特点如下： ①采用模块化结构，单个重量不大于100kg，整体装备重量不大于200kg。 ②开口尺寸大，开口尺寸≥600mm，能够容纳常见的未爆弹药及带有包装的爆炸物； ③防爆能力强，能够防护3kgTNT当量带有破片的爆炸物，能够对爆炸过程中的冲击波、破片和高温火焰进行有效的防护，安全距离为5米。 该装备目前技术状态已经成熟，建立了小批量的试制生产线，通过了相关检测，已有产品在销售。

针对柴油机气态排气污染物遥感检测难题，提出了基于柴油机燃烧过程过量空气系数修正的遥感测试数据反演计算方法，从而实现对柴油车NO等气态排放物浓度实时检测，满足了国家遥感标准中对柴油车NO排放浓度检测要求。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 针对柴油机气态排气污染物遥感检测难题，提出了基于柴油机燃烧过程过量空气系数修正的遥感测试数据反演计算方法，从而实现对柴油车NO等气态排放物浓度实时检测，满足了国家遥感标准中对柴油车NO排放浓度检测要求。并针对国内遥感大数据提出了遥感大数据处理方法，分工况区域动态确定排放阈值，从而达到动态高精度筛查高排放柴油车的目的。在汽车排放遥感监测领域具有良好市场前景。