本项目主要采用生物衍生肌腱构建下颈椎后路动态稳定系统装置。采用临床自愿捐献的人体肌腱进行脱细胞、冻干制备直径3mm,长度不等的生物衍生肌腱材料，进行体外对照实验和动物模型活体对照实验。研究发现这种材料通过创新的颈椎后路固定方式，使颈椎在前屈时提供足够动态稳定性，在左右侧屈、旋转及后伸运动中并不限制其正常运动，较好的模拟后方韧带复合体的功能。同时，动物实验证明，此种装置修复动物下颈椎后方连接结构损伤,均表现出良好的修复能力。组织学及免疫组化检查证明无大量淋巴细胞细胞浸润,细胞呈梭形,纤维组织排列整齐、均匀,可见毛细血管增生，植入装置保持了活力。故采用生物衍生材料的颈椎后路动态稳定系统能在体内长期存活,能够重建后柱稳定并保留部分运动功能。

高速列车所受空气阻力占总阻力的85%以上，且轨道交通特有的列车高速交会、高速穿越隧道等诱发空气动力，将严重危及行车安全。中南大学高速列车研究中心，在国内率先开展列车空气动力学研究，以“减阻降耗、安全舒适”为目标，形成了“基础研究-平台研建-技术研发-工程应用”高速铁路空气动力学自主创新研发体系。创建高速列车气动外形结构设计理论与方法、建立人/车/隧耦合空气动力安全理论与技术、大风环境下铁路行车安全技术、建立实车空气动力学试验系统和评估方法，并制定了列车空气动力学相关标准。 1.高速列车气动外形设计制造 创建了一套从列车空气动力学研究到结构工程化设计的列车车体研制方法,提出减小列车空气阻力、降低交会压力波、优化流场品质的外形结构设计方法。目前，完成已投入运营的流线型列车外形设计共33种。 2.动模型试验装置 动模型试验系统由试验台、动力系统、加速系统、控制系统、测试系统、制动系统、数据处理系统、试验模型组成。主要参数：模型列车速度：200-500km/h；模型比例：1:8-1:20，单线运行或双线交会。在该试验装置上已完成了我国各型列车、隧道、线路的气动设计、模型试验研究。动模型试验通过改变其周围流场，完成空气动力试验；可解决高速列车交会、穿越隧道、连续地面效应等模型实验难题，与风洞试验互为补充。 3.横风-动模型实验装置 作为国际首创的“横风-动模型实验装置”，突破了国内外现有风洞实验和动模型实验的技术瓶颈，实现“近地风场-运动物体-地面设施”相对运动为一体的瞬态测量，成为近地空气动力学研究领域不可替代的实验装置。可用于研究高速列车、地效飞行器、飞机起降、舰载机着舰、巡航导弹超低空飞行等近地运动物体的动态失稳机理、周围流动控制机制。 4.风/沙/雨/雪环境专用试验平台 风/沙/雨/雪环境专用试验平台有三个试验段：低速试验段、高速试验段、强风考核试验段。高、低速试验段串联布置，强风考核试验段与高速试验段可互换。该风洞具有两种运行模式：回流运行模式，适用于较低风速和常规实验标定；直流下吹模式，适用于特种试验（降雨和风沙模拟）和强风考核试验。该平台可用于风环境下列车及部件气动性能实验，风速、风向传感器检定实验，风、沙、雨等恶劣环境模拟实验。 5.车体交变气动载荷试验装置 该装置主要用于分析列车高速穿越隧道时，所产生的交变气动载荷导致车体气动疲劳、乘员舒适度问题。主要参数：压力变化范围：±20kPa；压力变化周期：3-60s。主要功能:（1）通过多源阵列控制车体抽吸动作，可模拟±20KPa范围内周期和非周期的压力瞬变过程，对车体施加交变气动载荷，评价车体在交变气动载荷下的疲劳寿命；（2）采用波形追踪逼近控制技术，真实再现车内外压力演化过程，实现车体承受气动载荷谱的准确模拟，研究车内压力变化率对人耳舒适度的影响。

本项目发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 柔性防护结构在坡面地质灾害作用下将经历大滑移、大变形等运动特征，在力学上属于强冲击作用下高度非线性动力问题，理论求解难度大。团队系统研究了坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用，取得了下列创新性成果:构建了防护网系统的多柔体非线性动力学模型，发展了柔性防护系统非连续动力学计算理论，可实现多元化柔性防护系统产品的性能精确预测与解析:研究了柔性防护系统关键结构部件的环境腐蚀损伤力学行为及系统性能劣化评价方法，揭示了网片累积损伤演化规律，为柔性防护系统动力损伤后的剩余承载力评价 系统运维阶段的生命评估、可靠性评价提供基础;构建了多场、多尺度、多介质耦合动力学模型，实现了对泥石流、水石流、碎屑流柔性拦截动力学过程模拟;提出了综合“空间+时间”的4D柔性防护理论。 发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 研发了成套柔性防护结构足尺冲击试验装备，在试验能力、试验尺度、试验精度等三个方面实现全面超越;建立了标准化试验测试技术与方法，包括部件及系统试验与性能评价方法;提出了差异化设防目标和系统设计分级准则，相关成果入编两部行业标准，建立起覆盖产品、检验试验及工程建设全链条的柔性防护技术国家标准体系，相比欧洲目前的产品技术标准领先1代;开展了多项标尺性试验，累计试验次数超过300次，是欧洲该领域标志性试验的3倍，积累了大量的原始试验数据，与欧洲70年的技术发展相比，支撑了中国在该领域十年内实现理论、技术与产品研发的弯道超车。

手性药物在化学药物中占有相当的比例，在化学合成药物中有1/3甚至更多的手性或者手 性对映体构成的外消旋体。药理学研究表明，手性药物的各对映体在进人人体后药理作用有着 明显差异，这使得对光学纯单一对映体的需求量不断增加，对其纯度要求也越来越高。 在手性药物的分离中，模拟移动床色谱具有周期短、成本低、分离效率高、固定相利用 率高、流动相循环使用、自动化连续操作等优势，已被国际上公认为制备规模拆分手性药物的 最有效手段。采用模拟移动床色谱分离手性化合物的技术一直被美国UOP、法国Novasep、德 国Knauer、日本Daicel Chemical等少数几家大公司所垄断。在我国的发展尚处于起步阶段，对 SMB过程的研究无论从基础体系的设计，还是此项技术的工程应用都相对发展缓慢。 通过研究同步和异步模拟移动床过程模拟优化设计理论体系，建立了大规模手性化合物拆 分的新方法。采用VARICOL-Micro 装置，可成功分离愈创甘油醚、反-均二苯乙烯氧化物、氨 鲁米特，得到单一对映体产品纯度达到 99.0%以上。VARICOL-Micro 装置从法国诺华赛公司引 进, 该装置同时具备SMB (同步切换) 和Varicol (异步切换) 两种操作模式。与传统同步控制的模 拟移动床技术相比，异步控制的Varicol技术能够在少于同步控制SMB色谱柱数量的条件下实现 同样的分离效果，降低分离成本并更有效的利用了固定相。

工程问题涉及的学科面越来越复杂,技术难度越来越大,依靠过去单一的实验方法已很难解决生产中的实际问题，要求综合各种技术方面、多学科、多专业的技术人员必须密切配合、协同作战。采用多学科综合研究的方法来解决生产中的重大课题是工程界必然的发展趋势。工程数值模拟是指：针对某典型过程的特殊应用要求，采用相应的数学模型（数理方程及必要的物理、化学模型）及数值方法进行计算机模拟，分析、评估在给定条件下的工程设计合理性，并确定修正措施的过程。CFD技术(CFD数值模拟)：CFD技术--流动、传热、传质、燃烧、多相流、化学反应、流变学、非牛顿流体等过程的数值模拟及分析技术的总称。

我国钢铁工业调整升级规划提出了促进创新发展、坚持绿色发展、推动智能制造的指导思想，实现我国钢铁工业转型升级。因此，开展高品质钢的智能制造相关技术的研究非常必要。冶金反应器内存在着复杂化学反应和物理过程，存在高温不可视的特点。本项目开发的高品质钢生产过程仿真模型可以准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，确保洁净度和铸坯质量的精准控制，显著提高高品质钢洁净度和铸坯质量的稳定性和可靠性。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。因此，高品质钢冶炼过程仿真技术在钢铁冶金领域的应用前景十分广阔。 （1）建立了铁水预处理脱硫模型。根据铁水包和相应搅拌器的尺寸得出几何模型，对于铁水包内 KR 脱硫过程进行数值模拟计算，包括 KR 搅拌过程中铁水包内速度分布、铁水漩涡面深度、氧化钙粒子的运动、分布和不同参数下的铁水脱硫效果。应用本研究开发的 KR 脱硫过程模型可以应用指导和提升现场生产过程 KR 反应器内的脱硫速率。 （2）建立了转炉炼钢模型。根据钢水重量、氧气位置、相应转炉几何尺寸得出数学模型，实现对转炉内流场、速度场和温度场等精准预测，同时对转炉氧枪位置、流量等参数进行优化，实现对转炉内参数的优化和控制。 （3）建立了吹氩过程合金化模型。合金化模型考虑了合金粒子的加入、运动、熔化和混匀的完整过程，并且通过用户定义程序（UDF），计算整个计算域内的混匀时间。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程，提升钢液成分的稳定性，优化合金化时间，降低生产成本。 （4）建立了钢包吹氩过程湍流条件下夹杂物去除模型。夹杂物去除模型重点研究了湍流强度对单个气泡对夹杂物去除率的影响，考虑了气泡尺寸对其形貌的影响、气泡尾流对夹杂物的捕获等。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程和夹杂物的气泡浮选去除，提升钢包冶炼过程中高品质钢的洁净度。 （5）建立了连铸中间包中间包模型。通过自主开发 UDF 子程序，对中间包内钢液三维流场和夹杂物浓度场进行耦合计算，使用 PSG 法计算多组不同特征直径夹杂物颗粒间碰撞聚合长大过程。可以用于模拟高品质钢生产过程冶金反应器中夹杂物的碰撞、长大及去除，实现夹杂物的尺寸和数量变化的精准预测，提升精炼及中间包冶金过程高品质钢钢液洁净度。 （6）建立连铸结晶器内全凝固及夹杂物运动捕捉数值模型，实现了结晶器连铸过程流场、传热凝固、磁场和夹杂物运动的耦合计算。可应用于预测整个连铸过程的流场、铸坯温度和坯壳厚度等，尤其是可以预测夹杂物在整个铸坯断面上的分布规律，提升高品质钢铸坯洁净度。

5-氨基酮戊酸光动力疗法（ALA-PDT）是一种药械联合的新型靶向疗法，治疗非黑素性皮肤肿瘤、痤疮、尖锐湿疣等难治性皮肤病疗效显著、副作用小。但ALA-PDT治疗过程伴有剧烈疼痛，严重影响患者治疗感受，是业界公认的ALA-PDT治疗瓶颈。此项目团队在同济大学医学院、附属上海市皮肤病医院王秀丽教授带领下，长期致力于ALA-PDT临床与基础研究，在国内外率先掌握了“无痛ALA-PDT关键技术”，形成相关成果申请国家专利，并将其转化生产出第一代无痛光动力治疗仪用于临床治疗。在此基础上拟进一步打造个性化、智能化、便捷的新型无痛ALA-PDT，降低对专业医师的依赖程度，打破技术壁垒，实现无痛ALA-PDT扩大推广应用，引领ALA-PDT无痛治疗新时代。 第一代无痛光动力治疗仪图片 团队已将诸多原创性研究成果进行临床转化，总结关键技术并将其推广至全国2000多家医院，直接获益患者逾100万人次。 第二代治疗仪

（专利号：ZL 201310652676.4） 简介：本发明公开了一种混合动力汽车动力总成智能控制系统，属于混合动力汽车技术领域。动力总成部件智能体包括发动机智能体、电动机智能体、蓄电池智能体、变速器智能体以及系统智能体，混合动力汽车动力总成主要部件智能体监测发动机、电动机、蓄电池、变速器的实时状态信息，并将此信息交互至系统智能体；系统智能体接收发动机、电动机、蓄电池、变速器状态信息，智能选择与当前车辆自身状态及当前行驶路况相吻合的工作模

本发明属于上气道阻塞手术领域，具体的说是一种基于计算流体力学模拟上气道阻塞手术方案的方法，排查确诊患者上气道解剖异常，涉及多部位病症；首先使用CT扫描图像经处理构建原始三维模型；接着划分三维网格和使用计算流体力学软件进行气流模拟，通过模拟结果判断气流受阻部位与程度以确定手术针对的部位；然后针对该部位用数字模拟雕刻获得术后模型；最后在术后模型重复模拟气流场，通过对比气流场数值选出理想方案，本发明通过模拟手术前后的气流场使医师精准确定手术针对的部位、模拟不同手术方案、提高手术的个体化、精细化；使患者症状得到最理想的改善，并降低术后并发症发生的风险。

电动汽车具有节能、环保的显著特点，是先进汽车的发展方向，具有巨大的市场前景。纯电动车、混合动力电动车、燃料电池电动车在其动力系统构型中，均采用了动力蓄电池，目前采用的动力电池主要有镍氢动力电池、锂离子动力电池，动力电池SOC值是实现电动车辆控制的重要参数，SOC估算是电动汽车动力电池管理模块的重要功能，动力电池管理模块是电动车辆的关键零部件。 北航所研制的电动汽车动力电池SOC智能估算技术及管理模块可适应与锂离子、镍氢等多种类型以及多种规格的动力电池配套，并满足电动车用的相关要求，主要技术指标：电压检测精度±0.6％，电流检测精度±0.5％，温度检测精度±0.5℃；SOC估算精度5%。 本项目取得的研究成果具有自主知识产权，实现了电动车辆关键零部件的国产化、具有了一定的电池管理模块产业化生产的技术基础，应用前景广阔，社会效益和经济效益显著。