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岩石材料裂纹演化机理及非连续数值方法研究
（2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）一等奖） 成果简介：岩石（体）是一种复杂的天然介质，在漫长的地质构造作用过程中，内部孕 育了各种规模和尺度的缺陷（如节理、裂隙和断层等），这些缺陷的空间位置与 分布规律显著影响其力学响应，进而对断续裂隙岩体工程的稳定与安全产生重要 影响。另一方面，在页岩气与煤层气等开采过程中，往往需要人为制造裂缝网络 来实现压裂增渗增产。因此，开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩 石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价 值。主要取得的科学发现点如下： （1） 在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发 现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落 与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值 研究裂纹演化规律提供了技术支撑。 （2） 在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体 的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理, 提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数 值模拟奠定了理论基础。 （3） 在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子 动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模 拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了 计算平台。 (4) 在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损 伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂 发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。
重庆大学
2021-04-11
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
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。
重庆大学
2021-04-11
温控缓释抗寒型种衣剂及抗寒剂制备方法
本发明提供一种温控缓释抗寒型种衣剂，由温控缓释抗寒剂和包衣辅料组成，所述的温控缓释抗寒剂由温控缓释材料和水杨酸组成，所述的温控缓释材料为N-异丙基丙烯酰胺与甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物，所述的抗寒剂与包衣辅料的质量比为0.0015～0.03:1。本发明还提供了温控缓释抗寒剂的制备方法。本发明提供的温控缓释抗寒型种衣剂能够发挥温控缓释材料的温控作用，使其控制抗寒剂在特定的温度下释放，以保证抗寒剂的有效作用充分发挥，同时也可节约成本，减少环境污染。
浙江大学
2021-04-11
一种多功能电流体喷墨打印系统及方法
本发明公开了一种提供一种多功能、高分辨率电流体喷墨打印 系统及方法，其包括：一控制单元，一硬质基板承载运动模块，一喷 印模块，一卷到卷薄膜基板输送模块，一喷射视觉检测模块，由外壳 箱体围成的温度、湿度可控的微环境控制单元。其中喷印模块包括控 制喷嘴移动的运动平台和喷嘴，实现三种喷印方式调控，同时具有观 测基板上图案的视觉系统；硬质基板承载运动模块，用以承载、固定 硬质打印介质基板，使其相对喷嘴移动；卷到卷薄膜输送模块，用以 进给和吸附柔性基板，保证其表面平整和在运动中无滑移；一喷射视 觉检测模块，用以检测液滴空间飞行轨迹；一温度湿度控制模块，用 来控制打印腔体内的温度和湿度，保证打印的稳定性。
华中科技大学
2021-04-11
一种分布式电源并网控制方法及系统
本发明实施例提供了一种分布式电源并网控制方法及系统，在并网过程中考虑了系统的不平衡状态，通过以有功功率不平衡量作为目标函数，并且利用拉格朗日乘数法计算分布式电源三相中每一相的参考输出电流，利用每一相的参考输出电流对每一项的实际输出电流进行调节，进而实现对分布式电源的并网控制，并且降低了配电网的电压不平衡度。
中国农业大学
2021-04-11
矿热炉二次无功补偿控制系统及控制方法
西安科技大学机械工程学院自 2004 年开始对冶金系统无功补偿技术和控制方法进行研究，目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。该项目授权发明专利 1 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 1 项。成果及开发装备在辽宁省本溪县大兴电石厂的 12500kVA 电石炉、湖南长乐铁合金有限公司的 16500kVA 硅锰炉、石家庄三环锰硅科技有限公司的 12500kVA 铬铁炉上应用并取得良好效果。
西安科技大学
2021-04-11
自体牙作为隆鼻支架材料的制备方法及临床应用
可以量产/n随着社会的进步和生活水平的提高，人们对美的要求越来越强烈。为了提高生活质量，要求整复有缺憾的鼻外形者日趋增多，该项发明专利主要是使用人自体第三磨牙，进行梯度脱矿后制备成隆鼻支架，用于鞍鼻畸形整复。自体牙隆鼻材料与其他隆鼻材料相比有易塑形，强度与鼻骨、鼻软骨接近，无吸收，生物相容性好，无免疫排斥，不影响供区功能及形态等众多优点，至今已为数百名患者解决了鼻部畸形问题，此项成果已被社会所接受，该成果在数十家新闻
武汉大学
2021-01-12
一种光子晶体微球、其制备方法及应用
本发明公开了一种光子晶体微球、其制备方法及应用。所述光 子晶体微球，包括光子晶体内核和聚合物外壳；内核为聚苯乙烯-聚(N- 异丙基丙烯酰胺)共聚物纳米粒子悬浮液，纳米粒子的平均粒径在 110nm 至 190nm 之间；外壳为疏水性光引发树脂，厚度在 30μm 至 50μm 之间。其制备方法包括以下步骤：(1)将苯乙烯、N-异丙基丙烯 酰胺、十二烷基磺酸钠和引发剂均匀混合，发生乳液聚合反应制得悬 浮液；(2)采用微流控
华中科技大学
2021-01-12
基于极化码的分段CRC校验堆栈译码方法及架构
本发明公开了一种基于极化码的分段CRC校验堆栈译码方法，包括：将信息序列分为N部分；对每一段最后一位比特在极化码码字序列中的位置进行标记；在进行堆栈译码的过程中，当译码长度到达标记位置时，实施CRC检验，若通过，则该译码路径存活，若不通过，则该译码路径被淘汰。与传统的方法相比，本发明大大降低了算法复杂度并使译码性能得到提升，并提升了译码的正确率。此外，在译码方法的基础上，硬件架构同时被提出，资源占据较传统算法实现了降低。
东南大学
2021-04-14
穗萌抑制剂及抑制水稻穗萌的方法
本发明公开了一种穗萌抑制剂及抑制水稻穗萌的方法，该穗萌抑制剂以水为溶剂，含有浓度为400-1200mg/kg的丁香酚、浓度为300-600mg/kg的烯效唑和浓度为400-500mg/kg的马来酰肼。所述抑制水稻穗萌的方法包括：在水稻的乳熟末期至黄熟初期期间，将穗萌抑制剂均匀喷施于稻穗上。本发明以低毒性易降解的丁香酚以及能抑制赤霉素生物合成的烯效唑、具强烈发芽抑制性的马来酰肼进行组合，不但有效地降低了水稻穗萌率，而且使收获之后的水稻种子保持良好的综合品质；该抑制剂以水为基质，未添加任何有机溶剂，环保且生产工艺简单，材料用量少，成本低廉。
浙江大学
2021-04-13