项目团队遵循“道法自然”，通过原理、装备和应用创新，开发了模拟“龙卷风”技术及系列装备，开创了过程强化新模式。 。已在烟气超低排放，水体高效增氧、降尘抑烟、消防灭火、施肥喷药、替代机械搅拌等领域成功应用，性价比优势显著。该发明已通过权威部门检测和成果鉴定, 获得多项专利,是国际领先的原创技术，可助力“碧水蓝天”工程。本项目团独创了充分利用体系自生能和有效能模拟"龙卷风"的“刮风下雨”式的过程强化模式。通过“因势利导”旋转雾化喷头设计，将一直被忽视的传动动能高效地转化为转动能和充分雾化的表面能，有效避免了动能损失，实现了大范围、长距离充分雾化分散，显著提升了过程强化效果。新型旋转喷头可借助流体对外喷射时的反作用力和小阻力优势，产生高速旋转，在液体或空气中旋转速度每分钟可达数百次到数千次不等，高速旋转的气流或液流不但可以带动周边气体或液体旋转，而且可促进分散流体与介质的摩擦，强化雾化或分散效果。大流量射流旋转喷头可以克服现有喷头容易阻塞、雾化面积小、分布不均，雾化效果差等弊端，实现长距离、宽范围、大流量充分雾化和大面积覆盖，使水雾在径向和环向分布更为均匀。每立方米的液体可雾化成粒径60μm左右的液体颗粒，表面积达到105 /m2。借助气体自身的动能、多喷头旋转产生的动能和体积收缩产生的有效能共同形成合力，可促使流体更强、更快、作用范围更大的定向旋流运动，产生类似“龙卷风“的快速旋流效果，并沿塔体螺旋上升，从整体向上运动方向改变为螺旋上升运动，旋转喷头起到了形成负压、促进旋流“风眼”形成的作用，可以更好地使物系的自身能量转化为有效能量，强化过程混合，实现高效节能。在特定的装备和实际体系中诱发产生强烈旋流，能够很好破解各种实际体系传质传热效率难提高和实施成本高的问题。目前已经成功开发能耗极小的成套高效节能装备系统，开辟了低实施成本和高效率传热、传质、传递的过程强化新途径，应用领域广泛。

在磁约束聚变等离子体实验中，聚变反应和辅助加热产生的快粒子可以激发多种阿尔芬本征模。相关的非线性波-粒子相互作用可以显著改变快粒子输运过程，从而影响等离子体运行。阿尔芬本征模引起的快粒子输运增强往往伴随着周期为亚毫秒量级的快速扫频现象。张桦森等人的工作从第一性原理出发，通过大规模并行计算动理学模拟，在环形等离子体位形中第一次在不包括外部源（sources）和汇（sinks）的情况下观察到了快速重复的扫频现象，并对此提出了新的物理解释。这一研究结果有助于我们对等离子体中的无碰撞输运过程的深入理解。相关工作今年7月10日发表在美国《物理评论快报》（Physics Review Letters)上。这一工作得到了国家磁约束核聚变能研究专项、973项目、教育部985计划项目以及国家自然科学基金等的资助。国家超算天津中心为研究提供了技术支持，部分计算在天河一号上完成。

本发明涉及一种冲击高压试验的培训模拟平台以及方法，包括硬件和虚拟软件模块两个部分:硬件 包括冲击高压试验中所有操作按钮，类同于真实的冲击电压发生器操作平台。该平台通过 USB 接口连 接存有虚拟软件的 PC 上。虚拟软件模块基于 Visual C++编写，分两个部分，其一是界面，显示冲击电 压发生器本体和被试品;第二部分是计算和控制模块。优点如下:1、解决冲击高压发生器价格昂贵， 不能满足众多实习者现场操作的缺憾，完成所有实验培训过程所需费用远小于现场实验。2、模拟平台 可模拟冲击电压发生器实验的各种操作过程，仿真测量各种不同电压等级的被试品的 50%冲击击穿电压。 3、完成所有实验培训过程的安全性远高于现场实验。

随着人类对自然科学认识的不断深入以及现代工业技术的不断进步，特别是凝胶等软物质的应用、锂电池、燃料电池等技术的发展，人们逐渐认识到力热与化学作用之间也存在着不可忽略的耦合作用。本成果完成人通过引入化学反应进度，基于非平衡态热力学建立了一套适用于描述可变形固体材料质量传递、热传导以及化学反应耦合问题的力-热-化连续介质理论框架，该理论适用范围宽广，针对包含化学反应的各演化过程有相应的耦合动力学控制方程。针对所建立力-热-化多

通过非饱和带入渗井（注水井）进行人工补给，是含水层人工补给的重要方法之一。该方法主要适用于潜水面埋藏较深或地表覆盖不利于人工补给的场地。预测人工补给过程中非饱和-饱和带水流的响应、计算含水层的补给量是评价及设计人工补给方案的重要指标，传统定量评价模型仅适用于饱和带注水井流问题，缺少非饱和带井流模型。因此，采用传统模型评估考虑非饱和带入渗井方式的人工补给方案时会引起较大误差。 这项研究利用解析方法，开发了非饱和-饱和水流耦合的解析模型，用于评价非饱和带入渗井引起的非饱和-饱和水流过程，计算含水层的补给量。研究结果发现，非饱和带的储水性对人工补给的效率有较大影响：储水性小的非饱和带在补给过程中水流可以很快达到稳定，注入井中的水流可以很快到达饱和带，且大部分都可以存储于饱和带中，有利于人工补给；反之，则不利于采用非饱和带入渗井的方式进行人工补给。同时，揭示井的结构和含水介质的各向异性仅会影响初期的饱和带补给量，不影响后期稳定的补给量。传统模型由于未考虑非饱和带的储水性质，会过高估计饱和带的补给量。该解析模型为人工补给定量评价提供了重要的工具。

在棒材、线材、型材及管材等轧制工艺制度制定中，首要任务之一是进行科学的孔型设计。孔型设计合理与否直接影响到轧制效率、产品质量和实际操作条件等。棒、线、型材及管材等轧机的经济效益可以通过提高孔型设计质量和优化轧制工艺制度（包括速度制度等）来实现。传统孔型设计主要是依据经验试（凑）错法，往往需要经过多次试轧和修正才能轧出合格产品，研发周期长、成本大。 本项目《高精度计算机辅助孔型设计、模拟和优化（CAE）技术》针对各类棒线型材及管材产品以现代计算机辅助工程 CAE 为核心技术进行孔型设计，采用反映轧制过程多阶段、多影响因素的精确数学模型，在满足咬入及变形条件、孔型中稳定条件以及设备能力和电机负荷等限制条件下，进行孔型优化设计,既获得满足要求的轧材几何形状、尺寸精度、表面质量和组织性能等，又达到高效率生产的目的。其设计系统的核心是应用计算机优化获得最佳孔型系统、轧辊及孔型配置以及最优工艺控制方案和工艺控制模型，还可以对孔型设计结果进行计算机模拟，根据模拟结果再对孔型设计方案进行必要的修改，用计算机模拟和优化加速孔型设计进程、提高孔型设计质量（包括安全性、可靠性、共用性等），减少或代替试轧过程。 该技术可应用于各类棒、线、型材及管材等轧制过程的孔型设计,其中包括：螺纹钢筋（包括切分轧制）、圆钢、方钢、角钢、槽钢、工字钢、 轻轨、重轨、扁钢、球扁钢、H 型钢、T 型钢等各类简单断面、复杂或异形断面型材等；热弯或冷弯型材等；管材孔型设计（包括穿孔机孔型、连轧管孔型以及周期式冷轧管机组）等。连续式轧机、半连轧、万能轧制法以及横列式轧机等；环件轧制等特种轧制工艺。钢种：各类碳素钢、碳结、优质碳结、各类合金钢和特殊钢等。

公共建筑由于建筑各异，形状特别，热环境设计最初气流组织方案对比对设计方案的确定非常重要，研究团队曾进行十余项（世博国家馆、世博文化中心、光源工程储存环送风均匀性模拟、海航大厦等）建筑热环境模拟以解决工程实际问题，如世博地区馆层高9m，空调面积24000m2，层高不算高，但跨度达百余米，研究团队通过顶送和侧送三种方案的热环境、速度场、舒适性指标等的比对后，确定了顶送气流组织方案；下图中还演示了一个地板送风的程控机房室内热环境问题，研究团队利用模拟技术找到了室内不均匀根源，通过送风系统改造解决了热不均匀问题；诸如此类利用模拟技术进行工程问题的有多项。

XM-QJD全功能动脉与静脉穿刺模拟人   一、功能特点： ■ XM-QJD全功能动脉与静脉穿刺模拟人采用高分子材料制成，肤质仿真度高。 ■ 模型取平卧位，肩枕过伸，头低并转向左侧，质地柔软、触感真实、外观形象逼真。 ■ 解剖标志准确：锁骨、锁骨胸骨端、胸锁乳突肌、胸骨上窝、脐、腹股沟、腹股沟韧带等体表标志可明显感知。 ■ 模拟颈动脉搏动、股动脉搏动。 ■ 可进行颈内静脉穿刺、锁骨下静脉穿刺、颈外静脉穿刺、股静脉穿刺和股动脉穿刺注射训练，进针有落空感，穿刺成功可抽出模拟血液。 ■ 穿刺部件模块可更换。 ■ 可反复进行练习。   二、标准配置： ■ 全功能动脉与静脉穿刺模拟人：1台 ■ 穿刺针：1套 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM-FT335高级全功能新生儿模拟人   XM-FT335高级全功能新生儿模拟人根据新生儿的解剖结构设计，采用高分子材料制成，肤质仿真度高，由新生儿模型和电子显示器组成，皮肤柔软有弹性，解剖结构清晰，四肢可活动，能进行心肺复苏、气管插管与各种护理操作训练。   一、功能特点： ■ CPR心肺复苏操作训练：支持口对口、口对鼻、简易呼吸器等多种通气方式，电子监测吹气频率、吹气量、按压次数、按压频率、按压深度，吹气和按压可单项训练。 ■ 模拟标准气道开放。 ■ 胸外按压时： ·由动态条码指示灯显示按压深度：    按压深度正确由条码绿灯显示；    按压深度过小由条码黄灯显示；    按压深度过大由条码红灯显示。 ·数码计数显示：记录按压正确和错误的次数（按压力量过大、按压力量过小的次数）。 ·语音提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因（按压力量过大、按压力量不足、胸廓回弹不足），以便训练者及时改正。 ■ 人工口对口吹气时： ·由动态条码指示灯显示潮气量大小：    吹入的潮气量正确由条码绿灯显示；    吹入的潮气量过小由条码黄灯显示；    吹入的潮气量过大由条码红灯显示。 ·数码计数显示：记录吹气正确和错误的次数（吹气量过大、吹气量不足的次数）。 ·语音提示：中文语音提示，详细提示吹气错误的具体原因（吹气量过大、吹气量不足），以便训练者及时改正。 ■ 按压与人工呼吸比：新生儿3:1，婴儿30:2单人，或者15:2双人。 ■ 操作周期：先按压再吹气，按压与人工吹气比新生儿3:1，婴儿30:2或15:2五个循环周期CPR操作。 ■ 操作频率：100-120次/分（可自行设置频率100次/分或120次/分）。 ■ 操作方式：训练操作、考核操作。 ■ 瞳孔观察示教：一侧瞳孔散大，一侧瞳孔正常直观对比。 ■ 气道管理技术：逼真的口腔、气道和食管，可练习经口气管插管、吸痰法和氧气吸入法。 ■ 插胃管：支持听诊检测插管位置，用于胃肠减压、鼻饲、洗胃等。 ■ 静脉输液与穿刺训练：手臂静脉包括手背浅静脉；头皮静脉包括：额上静脉、颞浅静脉、股静脉，能进行静脉输液与穿刺训练。 ■ 骨髓穿刺训练：可经胫骨穿刺，有模拟骨髓流出，可注入模拟药物。 ■ 检查肱动脉反映：手捏压力皮球，模拟肱动脉、桡动脉搏动。 ■ 脐带静脉注射与插管训练。 ■ 其它护理功能：更换尿布、穿换衣服、洗浴、口腔护理、冷热疗法、包扎等。   二、标准配置： ■ 高级全功能新生儿模拟人：1台 ■ 电子显示器：1台 ■ 可更换手臂皮肤：1个 ■ 骨髓穿刺模块：1个 ■ 护理用物：1套 ■ 电源适配器：1个 ■ CPR操作垫：1条 ■ 一次性呼吸面膜：1盒 ■ 手提箱：1个 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM-XV小儿心肺触诊听诊模拟人   一、功能特点： ■ XM-XV小儿心肺触诊听诊模拟人采用高分子材料制成，仿真度高。 ■ 能模拟80种心肺疾病的听诊体征，包括：心率、心律、心音的改变，异常心音、心杂音、心杂音的分级及传导、心包摩擦音等。 ■ 模拟各种肺肝脏疾病的听诊体征，包括病理性呼吸音各种干、湿性罗音胸膜擦音，语颤的变化等。 ■ 模拟心肺疾病的触诊体征：能够模拟各种心肺疾病的触诊体征，包括：各种收缩期、舒张期及连续性心前区细震颤（猫喘）、心包摩擦感、胸膜摩擦感及语颤等。 ■ 技能考核功能：通过键盘数码调用心肺触诊听诊的考核内容，让学员进行心肺触诊听诊，答出体征的部位及特征，然后教师对学员的实际操作技能评定成绩。 ■ 可反复进行练习。   二、标准配置： ■ 小儿心肺听诊模拟人：1台 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张