项目简介： 水安全是一个国家社会与经济发展的基本保障。水资源的管理和 使用需要精确和及时的监测。现有的水质检测技术需要不断提高其便 携性、降低成本、提高测量灵敏度，用来实现野外的实时水质监测。 本项目以 pH、pO2、温度等水质参数为出发点，通过小型化相关 传感器和检测设备，研发出可用于多参数水质检测的手持式设备。 项目特色： 用于水质多参数检测的手持式设备包括多个传感器、传感器信号 采集电路、低功耗蓝牙（BLE）和窄带物联网（NB-IoT）等通讯电路 以及多传感器融合算法等软硬件模块。 一般商用的 pH、pO2、温度等水质测量设备，需要使用市电供电， 只能在室内使用或者工作环境必须有市电的接入口。使得水质测量范 围受限。并且多数水质检测设备体积较大，难以携带。少数可手持的 设备，成本高昂，功能单一，难以适应室外多参数水质检测的需求。

针对太阳能集热系统扰动多、大滞后和大惯性等控制难点，建立了适合控制器设计的简化分段非线性模型，并设计了基于预测函数控制策略的集热系统出口导热油温度控制系统。该预测函数控制策略在调节速度、超调量以及稳定性方面的控制效果均明显优于传统PID控制策略；与未简化的多模型预测控制相比，简化后的多模型预测函数控制的最大动态偏差增大了13%，但计算量大大降低，控制器的实时性也得到增强。

本项目已建立目前国际领先 的生物养殖、环境污染治理的专 用优势菌群产品生产线，已开发 出拥有自主知识产权的 M D菌群 系列产品及其配套处理工艺与设 备。同时，进 一步DNA分子进化技术对适应性菌群功能优化，激活生物链的顶层输送，进行原生态平衡的自驱动治理和 重建良性的生态系统，促进生物量生产力的提高和水域活力的恢复。 该系列新型MD菌群生态活性剂产品普遍应用于经济动物养殖和水域环境治理等领域，包括水产养殖 的水质调控；高营养饲料添加剂；农业生产中的高效活性菌肥；土壤中毒性有机物及镉、铅重金属离子 污染物高浓度工农业有机废水的处理及资源清洁等。

本研究成果包括岩体初始地应力场计算仿真、岩体参数选取及反分析、岩体多场耦合机理及多场耦合数值模拟、复杂岩体开挖与锚固支护计算仿真、施工爆破效应计算仿真等诸多方面,形成了较为独特的岩体多场广义耦合分析的科学研究体系

本发明公开了一种天吊式LED多光谱无影灯。它包括矩形导轨、无影灯灯头、送风天花、手术台；手术台上方设有矩形导轨、送风天花，送风天花设置在矩形导轨的内侧，矩形导轨、送风天花固定在天花板上，矩形导轨上设有多个无影灯灯头。无影灯灯头包括第一LED灯珠S1~第五LED灯珠S5、自由曲面准直透镜L、第一二向合色镜D1和第二二向合色镜D2。本发明实现照明角度的调节和水平的位移，提高了系统的无影率，简化了无影灯的安装程序。同时，该无影灯解决了以往LED手术无影灯会出现彩色影子的问题，提高了手术创面组织的可分辨能力。

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。

团队（重庆大学无线电能传输技术研发课题组）自2002年以来便开始对 于无线电能传输技术的研究。同时，着力无线电能传输技术的应用推广，先后与 中国海尔集团、中海油服集团、中船重工集团等大中型企业合作，形成了一批可 实际应用的工程装置。作为理论技术研究与技术开发方面，先后完成系统整体建 模及控制理论研究，高频电力电子变换及高效多自由度电磁转换机构研究，形 成具有自身特色的理论与技术体系，推出了大量的科技成果，为我国无线电 能传输技术应用推广做出应有贡献。 制约无线电能传输技术发展的瓶颈问题在于传输效率相对较低，空间 尺度及灵活度较小。课题组重点围绕无线电能传输技术的高效、多自由度等关 键技术问题，开展了理论、技术到工程化应用一系列研究与开发工作，着力于高 频电力电子变换电路及相关控制策略、频率稳定控制技术与实现、电磁机构研究 与优化设计、多自由度拾取变换技术等方面的深入研究。创新性提出了均衡磁场 管状空间的功率电磁场聚集技术；多自由度高效拾取模式与转换技术；系统复杂 电磁综合特性的非线性建模及控制技术；基于能量注入包络控制的新型电能变换 技术，形成了完整的理论研究及工程应用技术体系，并自主研制出从瓦级到几十 千瓦不同输出功率等级和几种典型应用领域的实验装置、工程装置和特种示范系 统。

本发明提出一种多空路面再生时骨架恢复方法，以沥青混合料的空隙率和骨架材料的质心距为控制标准，对多空路面再生的旧料和新料的参量进行计算。包括对旧路取芯进行CT扫描图像分析获得旧料级配和所有石料的几何信息；根据目标级配制备目标试件，通过CT扫描图像分析获得目标试件的质心距和空隙率；通过离散元软件建立各个级配石料的数值模型，依据目标试件的质心距和空隙率计算获得新旧料参量。本设计方法与已有沥青混合料再生技术相比注重粗集料的分布和再生后路面的空隙率，采用数值方法从细观角度解决了多空路面再生时排水性能下降的难题，优化了再生时级配设计流程，采用计算机辅助设计更能迅速准确的找到最优解，具有较高的工程价值。

成果的背景及主要用途：天津大学结合三门峡水利枢纽管理局委托“三门峡 枢纽多模目标优化调度研究”项目和教育部骨干教师基金“粘性泥沙的力学模型 和人工智能模拟复合模拟研究”项目开展了多沙河流水库水沙电的多目标优化调 度的研究工作。采用科学的理论方法和先进的技术手段，创新地研究调度管理系 统中涉及的水文预测、泥沙冲淤的智能快速模拟、高含沙洪水的“揭河底”现象 的特征机理、多目标优化调度、实时短期调度、调水调沙等问题，以便使水库优 化调度管理系统更科学化、智能化、系统化。本研究项目的进行与研究结果，有 利于协调解决目前防洪、供水、泥沙淤积与蓄水发电等多目标的优化调度的问题， 确保在改善多沙河流水库库区、下游水库及其河道的泥沙淤积情况的同时增加发 电量，提高社会效益和经济效益，在全国用电紧张、更加注重社会效益和生态效 益保护的今天，本项目的研究有重大的现实意义和实用价值。 技术原理与工艺流程简介：本项目主要利用混沌神经网络模型对黄河中下游 中长期径流和含沙量进行了预测，并利用模式识别的方法随机模拟了洪水过程中 的流量过程线和含沙量过程线；对影响潼关高程和水库泥沙淤积量的相关因子进 行优选，并利用其训练神经网络；将 BP 人工神经网络模型运用到径流量的预测， 水库泥沙淤积、潼关高程中去，进行计算和预测；建立随机微分方程模型，确定 水库断面水库进行多目标优化调度。在完成上述专业模型系统的设计开发基础上，将利用 多目标系统决策分析理论，通过从下到上逐级控制，并协调各子系统的运行关系， 使各子系统既能实现各自目标，又能满足彼此的制约关系，从而实现整个枢纽的 综合最优调度。 技术水平及专利与获奖情况：该项成果达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测：水库多目标优化调度的效益极为明显，往往是在 不增加水利枢纽运行和管理成本基础上实现的效益，在水资源日益短期的形势下， 其重要性也日益突出。本项目所研究的多沙河流以水、沙、电多目标优化调度系 统，可为解决防洪、供水、发电与减淤的矛盾提供新的技术手段和理论方法，可 以应用到黄河等多沙河流的各个水利枢纽的优化调度运行中，能实现水库枢纽经 济效益、社会效益和生态效益的综合优化及和谐统一。还可以应用到含沙量较小 （但又必须涉及泥沙问题）的河流上的各个水库枢纽上，如三峡水库等，应用范 围极为广泛，具有广阔的应用前景。 应用领域：水利水电工程运行管理。 合作方式及条件：技术服务。 7 大型水利水电工程可视化仿真 8 重大水利水电工程施工实时控制 9 重大泄流结构耦合动力安全理论及工程应用 10 城市热环境与建筑节能 11 建筑光环境与城市照明 12 低碳城乡规划与绿色建筑设计含沙量的概率密度分布函数；利用模糊模式交叉迭代模型和遗传算法对

本发明公开一种多频率重力梯度激励信号产生方法，通过多个检测质量，同时绕重力梯度仪以不同的角速度、不同的环形轨道旋转，叠加产生多频率重力梯度激励信号。改变旋转检测质量的质量、个数、轨道半径、轨道平面和梯度仪输入平面的角度、旋转角速度等参数可以灵活的控制多频率重力梯度激励信号的频率成分和大小。通过该方法产生的多频率重力梯度激励信号的理论值是可知的，根据理论的多频率重力梯度激励信号和重力梯度仪实际输出的信号，能对重力梯度仪的标度系数进行标定，对重力梯度仪的性能进行测试和评价。