本发明实施例提供一种水泵叶片设计方法及系统，该方法包括：根据叶片的轴面投影图及载荷分布曲线，计算获得木模图上的前盖板流线及后盖板流线；在木模图中，测量每条轴面截线与前盖板流线的交点对应的第一半径值以及每条轴面截线与后盖板流线的交点对应的第二半径值；在轴面投影图中，根据第一半径值确定轴面截线在前盖板曲线上的第一边界点以及根据第二半径值确定轴面截线在后盖板曲线上的第二边界点；在轴面投影图中，基于设定的轴面截线变化规律，分别连接每个第一边界点及对应的第二边界点，获得光滑的轴面截线。本发明实施例通过对轴面截线进行有规律的光顺处理，消除了反问题设计过程中因给定的流场分布不合理造成叶片表面扭曲问题。

风电的核心设计技术始终被国外所垄断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我国从风电大国走向风电强国。围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题，开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功打入欧美市场。 技术特征 1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法。 2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术。 3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化算法

传统的体外生理信号监测如心电、脑电等基于湿电极在电极皮肤建立稳定且低阻抗的接触,需要凝胶，不易佩戴且容易滋生细菌感染等。使用干电极是可穿戴和医疗健康芯片的必然趋势。但目前的商业芯片在干电极下无法使用，存在诸多性能上的缺陷，诸如功耗、输入阻抗、共模抑制比等方面均无法满足要求。在对国内外相关技术的研究和综述的基础上，我们提出了提出一种基于干电极的信号采集芯片。经流片验证，可以提供足够的空间分辨率，功耗在μW级别。同时该技术采用了实验室积累多年的低功耗集成电路设计技术。以下是两款超低功耗干电极脑电与心电采集芯片及其应用场景。其中脑电芯片可以在耳道采集脑电信号，方便舒适，易于集成，其产业化已经在逐步推行。

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各 个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以 下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又 能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达 到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。 该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有 不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。 采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环 是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物 的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热 器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联 接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、 蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、 吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。 本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右， 达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与 Kalina 系统相吻合。技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3 的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ， 蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前， 地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 19、有机朗肯循环低温余热发电系统 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效 率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化 为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用 能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶 金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系 统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效 实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发 电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等 设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度 最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化 利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力 机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡 轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于 维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、 可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃ 的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用 于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、 R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、 不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效 率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用 前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生 高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废 弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经 济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

水泵叶轮是决定水泵性能的关键部件，采用全三元黏性正问题计算与反问题设计迭代进行水泵叶轮设计，是目前国际通行的高性能叶轮的设计方法。 全三元黏性正问题计算是应用全三元CFD理论和技术直接求解叶轮内流场参数，其主要特点是（1）采用了全三维粘性流体力学模型；（2）求解控制方程组的离散方法采用了适合工程应用的有限体积法；（3）采用成熟的网格划分技术和前后数据处理技术，求解出泵内三维粘性流场的速度分布、压力分布及其它流动特征参数，为反问题设计提供依据。 反问题则是根据实际运行需要流量、扬程、功率和效率等工况参数，以及流动控制边界条件等要素，设计水泵叶轮和蜗壳等过流部件的几何尺寸和形状，从而实现对叶轮内流动特征的控制。 根据上述水泵叶轮研究设计思路，分析研究水泵实际运行工况，对低效率叶轮的叶片形状、叶片进出口几何形状、叶轮前后盖板几何形状做设计改进，达到减小损失、提高效率的效果。 购买了PHOENICS、FLUENT、NUMECA等商用CFD软件，购置了联想1800集群式计算机系统，采用“两类流面”理论编制了叶轮设计软件，提高了设计水平，缩短了产品开发周期，部分成果已经为企业采用。

换热器网络作为热回收系统是石油化工和其他过程工程中不可或缺的部分，通过对换热器网络的系统最优化设计，可以最有效地利用物料本身带有的热量和冷量，从而达到节能和降低设备费用的效果。我校和汉堡工业大学联合研发的换热器网络最优化设计软件以混合遗传算法作为MINLP问题的基本求解器，并结合了多种进化策略，特别是提出了大规模换热网络的单性遗传算法的进化策略，使得设计软件能够有效地运用于流股数超过100股的大型换热器网络最优化设计问题，这是目前使用商用软件无法进行有效计算的。使用这一软件对文献中的许多经典算例进行了计算比较，大多获得了比文献报道的结果更优的换热网络设计，远远好于使用商业软件HEXTRAN得到的结果；对于大规模换热器网络，其年度总费用（投资费用与运行费用之和）的降低更为显著。 主要性能指标1．换热器网络的最优化设计所涉及的换热器包括加热器和冷却器的可选类型可以由用户自行增减； 2．可以使用多个冷热公用工程，软件自动选择最优的公用工程匹配；3．可以在用户子程序中根据实际设计要求自行设定最优化目标函数，加入禁止匹配、禁止分流、面积限制、换热器种类限制等多种约束条件；4.可以选择多种进化策略及不同的相关参数以检验计算结果收敛于全局最优解的可信度； 5.可用于流股数超过100股的大型换热器网络最优化设计； 可在个人计算机的windows环境下运行（带用户界面），也可在大型并行计算机的UNIX系统中运行（不带用户界面）。

工业设计和印刷包装专业有一个明确的目标：紧扣创新主题，服务于出版、印刷、机械，创建完备的艺术创新设计平台。近年来，工业设计系积极面向国民经济主战场，通过产学研模式，与国内外著名企业建立了良好的合作关系，为30多家企业进行过产品创新、信息产品设计，涉及到机械、电子、IT、家电、玩具、文具、动漫、仪器仪表、展览展示等行业，为企业创造专利50多项，获得了社会、企业的广泛好评。    工业设计专业有现代设计制造及快速模型实验室，拥有三坐标测量仪、高精度数控加工中心、FDM三维快速成型机、真空浇铸机等多种先进仪器和设备，为研究和教学创造了良好的条件。 印刷与包装工程专业主要的研究内容和方向涉及：各种纸类与非纸类数字化印刷系统的设计与开发、高保真印刷色彩复制与再现、印刷质量在线控制系统研究与开发、印刷性能与过程控制检测技术与设备的研究与开发、印刷过程智能化控制系统研究与开发、数字化工作流程的研究与开发、印刷管理系统的开发、油墨研究与开发、印刷机设计与改造、印刷工艺的设计与优化、色彩管理系统的开发、物流包装系统设计与优化、功能性包装系统的研究与开发、防伪包装的设计与开发、印刷包装性能检测与评价、包装结构设计与开发以及对外提供各种培训。

广泛应用于汽车等行业中的高速重载螺旋锥齿轮，由于其设计、制造与检测技术特别复杂，国内外对其动态性能的研究还不够充分。由于螺旋锥齿轮齿形复杂，经热处理与研磨后，齿面误差很大（达几十微米），是影响振动噪音的一个重要因素。本研究项目重点考虑到齿面形状与制造误差、以及齿面弹性变形等的影响，把齿面加载接触分析与周向振动模型结合起来，研究由轮齿的时变啮合刚度、轴系类刚度、齿面制造误差、安装误差而引起的齿轮内部激振机制，进而归纳为能预报齿轮振动大小的振动激振力的指标值。在设计阶段，可以应用本研究成果，为设计出低振动噪音的最佳齿面（最佳机床设定参数）提供理论基础。在制造过程中，能够对其振动激振力进行及时智能预报，并利用齿面测量仪对齿面精度进行控制，可以制造出低振动噪音的螺旋锥齿轮。 该成果功能： 可以进行理论齿面与有误差齿面的TCA与LTCA、齿面闪温分布、齿面接触线载荷分布、齿面接触应力分布、任一接触瞬时的齿根弯曲应力分布、振动激振力大小指标值。 适合于成形法、螺旋成形法与展成法加工的锥齿轮,也适合于渐开线齿轮。   该成果已经应用于日本与国内多家螺旋锥齿轮公司、渐开线齿轮公司与齿面测量仪公司。

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术 专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片， 各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置 曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓 部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实 体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应 用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应 用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程 图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶 片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软 件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现 了设计规范化、标准化。 

风电的核心设计技术始终被国外所垄断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我国从风电大国走向风电强国。围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题，开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功打入欧美市场。技术特征1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法。2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术。3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化算法应用范围:成果已在我国近40家风电企业应用，研发产品应用于60余个风电场，体现了当代风力机设计研究的前沿进展，以胡文瑞院士为主任、前世界风能协会主席贺德馨研究员为副主任的专家委员会评价本成果总体上达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。