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。

基于国家示范城市建设和国家科技支撑计划课题、重点研发计划课题，研究 团队在能耗监管层面确定了建筑能源监测平台能耗拆分模型与指标，构建了公共 建筑能耗监管平台监测分析模型，提出并构建了重庆市典型公共建筑建筑特征信 息库；组织编写“重庆市国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系"能耗 管理软件，建立了 “国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系"，指导完 成重庆市公共建筑能源监管平台建设；编制了重庆市《公共建筑能耗限额标准》、重庆市《机关办公建筑能耗限额标准》等标准。 基于数据平台，在既有建筑改造与性能提升层面建立了既有建筑节能改造技 术体系，形成建筑节能量核算机理，建立既有公共建筑室内物理环境等级与评 价体系，研发室内物理环境综合提升集成技术，开发室内环境监测与调控动态响 应装备，实施既有公共建筑室内物理环境综合改善工程示范。开发了 “既有公共 建筑室内环境质量数据库平台软件”；申请了 “一种动态新风系统及多参数调节 控制方法”、“一种基于送风空气品质预警的新风系统的智能控制方法"、“基 于室内热舒适状态的空调系统启停控制装置及控制方法"、“一种集中空调节能 控制系统及其控制策略”等发明专利；编写了《公共建筑节能改造技术与应用一 一以重庆市为例》、《既有公共建筑室内物理环境改造技术指南》等专著；制定 《公共建筑节能改造节能量核定导则》、《公共建筑能源管理技术规程》、《多 参数室内环境监测仪器》、重庆市《公共建筑节能改造节能量核定办法》等政策 办法、标准等。 研究成果获得2011年重庆市科学技术成果、2012年“重庆市科学技术奖科技 进步三等奖”与2012年度“华夏建设科学技术三等奖"，并得到课题验收专家组 一致好评，解放军后勤工程学院少将刘安田教授专家组认为：“研究成果为本市 公共建筑的节能运行管理和节能改造提供了依据，具有指导意义，并建议对课题 取得的成果积极组织推广应用”。

生物活性软组织的医疗修复具有重大的临床需求。例如乳腺癌居全球女性恶性肿瘤发病第一位，占女性恶性肿瘤的 25%，且以每年超过 20%的速 率增长，特别是在中国，预计 2021 年新发乳腺癌患者将达 250 万人。但是，现 有的人工软组织替代物无法软组织力学与生物功能重建的双重需求。本项目已建 立了完善的可降解软组织支架仿生设计、4D 打印工艺、装备技术体系，以乳房 癌修复、气管软化病为应用开展了临床应用探索，实现了个性化乳腺和气管外支 架的国际/国内首例临床试验(共完成 9 例)。所制造的可降解软组织支架不仅可 实现初期形态与力学性能匹配，后期还可通过患者组织再生与支架降解实现自体 修复，从而为未来软组织医疗修复难题提供创新解决方案。研发的生物 4D 打印 设备与临床应用被 CCTV2、CCTV7、CCTV10、新华社、人民日报、科技日报、陕 西日报等专题报道，产生了良好的社会影响。相关成果 2017 年获得陕西高等学 校科学技术一等奖。 该项目团队是以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队 的重要分支，是利用增材制造技术创新软组织医疗修复难题的重要探索。该团队 现有教授 3 人(长江学者特聘教授 1 人、国家自然科学基金优青 1 人)，副教授 2 人，讲师/博士后/专职科研人员 3 人。目前正致力于软组织 4D 打印的技术创 新、临床应用与产业化推广。

汽车行业发展迅猛，能源需求巨大，机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池（PEMFC）以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点，被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂，其对Pt资源的需求巨大，成 本高昂，难以成功商业化推广。因此，开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术，契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能，可以满 足动力输入应用要求。目前，该催化剂形成完全自主知识产权的技术，属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题，降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析： 全球范围内，燃料电池行业发展迅猛，行业总体步入正轨。2010年，燃料 电池堆的全球出货量有23万台，而在2007年只有1. 1万台出货量，2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中，便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间，燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长，交通运输应用在近几年大幅增长，而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年，燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值，并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起，按每年22. 6% 的复合年增长率计算，全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里，各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用，作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外，制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染，很容易开展下一步工业生产。

复杂修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合形变影响的高端齿轮，直接决定装备传动 系统的振动、噪声、寿命等服役性能及其核心竞争力，广泛应用于航母、潜艇、汽车等。针 对复杂修形齿面精密制造面临全齿面修形加工存在原理误差、传统试错修调法提升加工精度 困难、齿面淬硬层均匀性及级理难以调控等问题，在国家科技重大专项、863计划等支持下， 开展复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究，成果获2018年国家科技进步二等奖。  主要取得突破和创新如下： (1)  提出复杂修形齿轮加工的点矢量族包络计算新理论，不用建立和求解啮合方程， 以数字法替代解析法，突破啮合原理解析法无法求解奇异点、计算复杂的瓶颈；发明齿面扭 曲消减方法，解决刀具廓形精确设计及原理误差消减难题，齿面扭曲减少70%以上，达国 际领先。 (2)  发明复杂修形齿轮加工工艺系统误差调控技术，开辟齿轮修形精度提升新途径。 提出制齿机床热态精度提升技术，发明热致误差补偿方法，保证机床精度稳定；提出基于等 效虚拟轴的齿面误差补偿方法，解决修形精度提升难题，提高传动精度1-2级。获中国专利 优秀奖。 (3)  研制大规格精密数控滚齿机、精密多功能数控磨齿机、高速干切滚齿机等具有齿 面扭曲消减及加工误差补偿的高端制齿机床，填补国内空白；开发集齿轮修形设计、工艺规 划于一体的制齿软件，打破了国外高端机床垄断。滚齿精度达5-6级，磨齿达3级，干切滚 齿提高效率2-3倍，与同类国际先进水平相当，打破高端制齿机床垄断，迫使国外同类机床 降价30%以上，并出口英、法、日等。 (4)  发明复杂修形齿轮滚磨一体化工艺技术，确保修形精度及表面一致性。研制复杂 修形齿轮刀具，实现齿轮刀具的数字化设计制造；研发滚磨余量协同分配、齿面柔性修形、 磨削级理优化等工艺，实现磨后齿面淬硬层均勾分布、齿面纹理可控、修形工艺快速固化， 提高齿面疲劳寿命。满足了军方供货要求，支撑我国主要舰艇齿轮加工；为汽车变速箱的批 量国产化提供了保障。

依据“杀虫真菌农药共性关键技术研究与产品研制"成果，申请人开发出“500 亿砲子/克杀蝗绿僵菌母药”、“100亿砲子/mL杀蝗绿僵菌油悬浮剂”产品，建成 年产2000吨制剂的生产线，生产的绿僵菌制剂防治蝗虫近1000万亩次，保护了生态环境，取得有巨大的社会效益。

遵义医科大学医学与科技学院坐落于历史文化名城遵义市新蒲新区，是依托遵义医科大学举办的全日制本科独立学院。2001年5月经教育部批准创建，原名遵义医学院科技学院，当年9月正式招生。2004年经教育部批准，更名为遵义医学院医学与科技学院。2018年12月经教育部批准，学院更名为遵义医科大学医学与科技学院，全院现有在校生10000余人。18年来，学院充分依托遵义医科大学优秀师资队伍、教育教学质量体系、国家级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学中心以及其它各类教学科研平台等优质教育教学科研资源，以确保优良的教育教学质量。同时，人才培养以社会需求为导向，以教育教学质量为根本，致力于为基层培养“下得去、用得上、留得住、干得好、技术精”的高素质实用型人才。学生毕业时，取得专业人才培养方案规定的学分，颁发由教育部网上电子注册的遵义医科大学医学与科技学院本科毕业证书，符合学士学位授予条件者，授予学士学位。学院毕业生临床执业医师考试、口腔执业医师考试、护士执业资格考试等通过率良好。毕业生在贵州、四川、重庆、广东、北京、上海等地的医疗卫生单位、高等教育单位、事业单位等从事专业工作，得到用人单位的广泛好评，就业形势优良。目前学院下设基础医学院、临床学院、护理学院及公共管理学院，有18个本科专业，专业结构设置与分布合理，涵盖医学、理学、管理学、文学、工学、教育学等6个学科门类，形成了以医学为主的多学科多专业协调发展格局。同时，学院与全国多所三甲医院建立战略合作关系，为学生创造良好的学习环境和实习条件，切实保证办学质量。为了学院的长足发展，更好地满足教育教学及学生的学习生活需要，学院于2017年启动位于新蒲新区园区一号路的新校区建设，2018级、2019级近6700名学生目前已入住新校区。新校区规划总建筑面积33余万平方米，占地面积500余亩，教学楼、专业实验室、多媒体教室、食堂、学生公寓等教学设施和公共服务设施完备，满足人才培养的需要，符合教育部关于《普通本科学校设置暂行规定》的办学条件，且学院可与遵义医科大学共享其开设专业所需的实验室、图书馆、实习基地等其他教学设施与资源，大大提升学院软实力。新时代，学院将以建设“贵州一流，国内有一定影响力，以医学为主的高水平独立学院”为目标，秉承“明德笃学、践履求真”的院训，坚持“弘扬长征精神、注重实践教育”的办学特色，强化“质量立院、人才强院、特色兴院”三大战略，弘扬遵医科院精神，提升内涵建设，为贵州经济社会和医疗卫生事业发展作出新的更大的贡献。

一、产品简介     本实验系统覆盖了光纤光学、 光纤通信和光纤传感器等相关领域。是学生学习并了解光纤传输信息和光纤传感信息的基本原理和相关技术的基础实验设备，通过实验掌握相关的基本原理和基本操作，为以后的学习奠定坚实的基础。涉及的专业：信息类专业、通信专业、光学专业、物理专业、计量测试专业和仪器科学专业等。 二、实验内容 光纤光学基本知识 1）光纤激光器与光纤的耦合实验； 2）光纤传输损耗性质及测量实验； 3）光纤数值孔径（NA）测量实验； 半导体激光器特性实验 1）半导体激光器阈值实验； 2）半导体激光器效率、串联电阻和背光电流的测量； 3）半导体激光器的调制特性实验； 4） 半导体激光器的结发热效应实验； 光纤无源器件 1）光纤转换器测试实验； 2）光纤变换器测试实验； 3）光纤耦合器测试实验； 4）光纤隔离器特性测试实验； 5）波分复用器和解复用器测试实验； 6）可调光纤衰减器测试实验； 7）光纤机械光开关特性测试实验； 光纤传感实验 1）M-Z光纤干涉实验； 2）光纤温度传感实验； 3）光纤压力传感实验； 光纤通信实验 1）多模光纤特性测量； 2）单模光纤特性测量； 3）法兰盘特性测量； 4）衰减器特性测量； 5）光分路器特性测量； 6）光波分复用器特性测量； 7）回波反损测量； 8）光波长测量； 9）扰模器制作； 10）PI特性测量； 11）光源稳定性测量； 12）模拟信号光调制； 13）模拟信号光接收； 14）图像信号传输； 15）CMI码型变换实验； 16）接收定时恢复电路实验； 17）消光比测量； 18）加扰码实验； 19）5B6B码型变换实验； 20）光时域反射测试仪； 21）CDMA扩频调制解调实验； 22）AMI／HDB3终端接口实验； 23）同步数据接口实验； 24）异步数据接口实验； 25）CMI传输系统测试； 26）5B6B线路编码通信系统综合测试； 27）CDMA传输系统测试； 28）在线误码测试； 29）计算机数据传输系统测试； 30）光纤传输系统抗干扰性能测量； 31）同步数据通信系统测试； 6、智能语音光纤通信设计实验 本实验主要涉及语音识别，光纤通信，和智能灯控三部分，利用语音识别电路将语音口令转化为电信号，信号通过远距离数据传输的光纤发送给主控电路，最终主控电路根据解析出的口令来实现控制LED灯的开关、亮度的切换以及颜色的切换。本实验实现了声音信号-电信号-光信号-电信号的一个数据传输与转化的过程，通过本实验，能够让学生进一步学习声光电的数字传输与转化应用，以及光纤通信的优势。  三、实验配置参数 1、 激光器波长：650±20nm， 功率：≤5mw，输出端口：FC/PC ； 1310/1550±20nm，功率：1-2.5mw，连续可调；输出端口：FC/PC； 2、可见光功率探头：中心波长：650nm，最大输入功率5.5mw； 3、红外探头：响应波长范围：800-1700nm； 最大输入功率：4mw，校准波长：1550nm/1310nm； 4、光纤数值孔径参数：多模光纤跳线：纤芯直径62.5um；长：1米； 5光纤机械光开关：插入损耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波损耗＞50dB ；开关速度：≦8ms ； 6、高隔离度光纤隔离器：最大插入损耗：0.35dB ；回波损耗：≧50dB ；隔离度：≧30dB ； 7、光纤耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入损耗1310/1550: 3.3dB ; 8、光纤波分复用器：隔离度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入损耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 9、光纤可调衰减器：0-30db可调； 10、光纤温度传感器：测温范围：-40°~260°，精度1%； 11、光检测灵敏度高，实际测试指标约-40dBm； 12、可建立临时应急通信系统（点对点距离大于50公里），可传输PCM电话、同步数据（速率：2.048Mbps），计算机数据、模拟图像等业务。 13、语音识别/声控芯片：内置单声道mono 16-bit A/D 模数转换；内置双声道stereo 16-bit D/A 数模转换；内置 20mW 双声道耳机放大器输出；内置 550mW 单声道扬声器放大器输出；支持并行接口或者 SPI 接口；内置锁相电路 PLL，输入主控时钟频率为 2MHz - 34MHz；工作电压：(VDD: for internal core) 3.3V；48pin 的 QFN 7*7 标准封装；省电模式耗电：1uA； 14、TF卡(MICRO SD 卡)：存储空间512M； 15、喇叭：直径5CM；负载电阻8欧；额定功率1W；厚度1.1CM ； 16、麦克风：3.5mm迷你麦克风；灵敏度52DB； 17、光纤收发器：额定电压:DC 5V; 物理接口：DB9串口接口与SC接头；RS-232数据传输速率： DC-250Kbps； 18、单模光纤跳线：接口：SC-SC单模光纤跳线；类型：单模；工作波长：1310-1550nm；纤芯直径：9μm。 四、实验目的 1、了解光连接器及其原理、种类，实验操作进行连接器参数测量； 2、掌握光纤偏振控制器工作原理，实验操作单模光纤偏振状态控制； 3、了解光纤耦合器用途及其性能参数，实验操作测量耦合器特性参数测量； 4、了解光纤隔离器用途及其性能参数，实验操作光纤隔离器特性参数测量； 5、了解光纤光开关用途及其性能参数，实验操作光纤光开关特性参数测量； 6、了解光波分复用器（WDM）原理与意义，操作双波长波分复用（WDM）原理性实验； 7、实现声音信号-电信号-光信号-电信号的一个数据传输与转化的过程，通过本实验，能够让学生进一步学习声光电的数字传输与转化应用，以及光纤通信的优势。

产品详细介绍

由上海复旦天欣科教仪器有限公司研制生产的磁光克尔与法拉第效应综合测试系统将两种研究磁光效应的实验结合于同一套测试系统中。在表面磁光克尔效应的研究中，应用该系统可以自动改变电磁铁电流大小及方向，并实时采集记录偏振光信号与磁场强度信号的改变，从而获得薄膜样品矫顽力、磁各异性等方面的信息；在法拉第效应的实验中加入了控温装置，可在不同温度下利用正交消光法检测样品的的费尔德常数。 应用该实验仪主要完成以下实验： 1．磁光克尔效应实验：测量薄膜或者块状抛光铁磁性样品的克尔旋转角，分析其磁学性质； 2．常温法拉第效应实验：测量不同材料的常温费尔德常数； 3．变温法拉第效应实验：测量不同温度情况下材料的菲尔德常数，分析温度对材料磁滞旋光的影响； 4．法拉第效应谱线测量：测量不同光谱照射情况下材料的菲尔德常数（选用不同波长的激光器）。