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。

本科及以上学历，所学专业或研究方向为陶瓷材料、内燃机、动力学 1.本科及以上学历，所学专业或研究方向为陶瓷材料、内燃机、动力学；2.熟悉流体分析、发动机及活塞相关知识；3.能带领团队开展活塞CFD两相流模拟研究。

主要技术特点： 1、新一代动力学导轨实验产品，具有低耗能、无噪音、无异味等优点； 2、通过实验，学生可以接触到磁悬浮的物理思想和技术，拓宽知识面。

 新型固体润滑剂层状金属磷酸盐材料具有具有类似于传统固体润滑剂二硫化钼、石墨的层状结构。该产品作为固体润滑剂添加到润滑脂中，通过合理的基础油复配技术，独特的工艺和配方设计，制备的润滑脂产品具有杰出的极压、耐磨、宽温润滑性能，满足多水、多尘和复杂工况的需要。技术指标： Cu-α-ZrP(Cu(OH)2Zr(HPO4)2· 2H2O)是浅蓝色粉末，粒径分布均匀， 在 400-600nm 范围。 作为固体润滑剂添加到锂基润滑脂中， PB（N） 值为 980N（加入量为 5.0 wt %），在同等条件下，比添加 MoS2 润滑脂的 PB 值高 58.8%，表现出优良的润滑性能。 

新型电测井的关键技术 应用上述关键技术，本项目组先后完成了多个新型电测井仪器的优化设计和论证，硬件电路的研制，后续数据处理的研制，仪器系统的研制： 三分量感应测井仪；微电阻率扫描成像仪；油基泥浆微电阻率扫描成像仪；阵列感应测井仪；随钻电阻率测井仪；阵列侧向测井仪 通过下井测试和应用表明这些测井仪器的测井效果都达到了国际上先进仪器的水平，证明了本项目所研发的关键技术的先进性和适用性。 三维感应测井仪下中海油服科索1井 三维感应测井仪下新疆轮台的一口井 三维感应测井仪

电解、电镀、电铸、污水处理、腐蚀阴极保护等电化学工程中阳极不可缺少。近来，产品的质量、特别是生产的高速化的需求，长寿命的不溶性阳极的应用急剧扩大。从节能、节约材料、不污染环境等对于所谓“绿色材料”的要求，长寿命且能使电极反应活化能降低即具有电化学催化性能的不溶性阳极被广泛需求。新型不溶性阳极是在钛基体上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层，涂层中并含有高稳定性的阀金属氧化物。新型不溶性阳极具有高电化学催化性能，寿命与铅阳极相当，析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0．5 V，节能；稳定性高，不污染镀液；重量轻，易于更换。新型不溶性阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低，寿命提高1倍以上。 我国制造汽车、建筑、家电及食品饮料容器用涂镀层钢板高速电镀锌、高速电镀锌锡生产线在我国有20余条，其中13条高速电镀锡生产线用不溶性阳极全部为进口。而这些生产线使用氧析出过电位大电化学催化性能低的铅合金、铸铁、铂等不溶性阳极，存在镀液污染。此外，常规电镀、电解污水处理等方面毒性的铅合金不溶性阳极还被使用。所以，高效析氧不溶性阳极在电化学工程方面有良好的应用领域。  

本项目组先后完成了多个新型电测井仪器的优化设计和论证，硬件电路的研制，后续数据处理的研制，仪器系统的研制： 三分量感应测井仪；微电阻率扫描成像仪；油基泥浆微电阻率扫描成像仪；阵列感应测井仪；随钻电阻率测井仪；阵列侧向测井仪

土遗址是指人类活动遗留下的由土和以土为主的遗迹和遗物。我国土遗址很多，遍布全国各地，由于自然环境恶劣，许多土遗址的状况较差急待保护。 国内外对于土遗址的保护，可采取的措施包括改善环境、防止地下水的影响、防止生物的破坏，以及本体的化学加固等手段。其中土体的化学加固是解决土遗迹本身强度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 对于土体的化学加固，国内外经常使用的材料有：有机硅材料、无机的硅酸钾材料（PS材料），非水分散体材料等。 其中有机硅材料在西亚和南美的一些土遗址的保护中得到应用，但是由于毒性和固化容易受环境影响，在国内没有得到应用。 硅酸钾材料（PS） 是敦煌研究院开发的加固材料，在西部地区的土遗址加固中效果良好，可增加土体的抗雨水冲蚀和风沙磨蚀能力。使用的案例有吐鲁番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，宁夏的西夏王陵等遗址。 对于中国东部的土遗址加固和保护，需要开发新有效的保护材料，满足目前大量遗址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大学考古文博学院不可移动文物保护课题组，以此为研究任务，开发了有机硅改性的丙烯酸树脂非水分散体材料，成功的用于东部地区的土遗址保护工程，取得了良好的保护效果。这种材料处理的土样在重量增加很少的情况下就有较好的加固效果。加固后颜色变化不大，孔隙率变化小；透气性降低小，土样的抗压强度提高。经过处理的土样在耐水能力上表现优异，1%以上浓度加固剂的土样可在水中长期浸泡，非常稳定。应用案例 近年来，课题组负责的项目多以遗址类的本体保护为主，自2003年的湖南里耶遗址保护开始，分别应用到了很多的考古遗址保护。主要有晋侯墓地车马坑本体保护工程（2013）、哈民忙哈遗址本体保护（2013）、临淄战国车马坑遗址本体保护（2014）、内丘邢窑遗址本体保护工程（2018）等，均采用非水分散体材料对遗址进行加固。 晋侯墓地1992年发现，K1车马坑清理后发现殉车总数48辆，这是目前国内已发掘的商周时期车马坑殉葬车子最多者。晋侯墓地车马坑遗址状况基本完好，但是仍有很多的病害，最严重的病害是开裂和附属文物的错位和无依托。因此，北京大学考古文博学院和敦煌研究院合作进行了车马坑遗址本体保护方案的编写，并与河北文物保护中心实施了晋侯墓地车马坑本体保护工程。哈民忙哈遗址，迄今为止在内蒙古乃至东北地区发现面积最大的一处大型史前聚落遗址，具有重要的考古和历史价值。北京大学考古文博学院编写了哈民忙哈遗址本体保护方案，并与河北文物保护中心实施了哈民忙哈遗址本体保护工程。本次保护的对象包括13个房基遗址，合计面积500平方米。遗址保护土体和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，环己酮作溶剂对土体进行整体加固，加固深度10厘米，提高强度和耐水能力；对于人骨的保护，采用SD528溶液混合土作为人骨的修补材料，人骨及周围土体均采用从低到高浓度的PVB溶液进行加固。合作方式 非水分散体加固材料经过多年的研究和应用，证明是合适有效的土遗址加固材料，可以进行技术咨询与技术服务，并可以参与遗址本体保护项目。