项目简介近年来，在我国科技部、建设部等政府部门的大力推动下，地源热泵空调系统在我国许多北方省市得到了大面积推广应用。但是，浅层地热能开发利用工作是一个综合技术性较强的系统工程，如果设计不当，经常出现无法正常运行的情况，更有甚者系统已经报废。导致地源热泵系统失败的主要原因有很多，例如在建设初期没有进行充分的浅层地温能测试以及地下换热特性实验、地层岩性取芯分析，完全凭借经验参数设计，忽视了浅层地温能资源分布的地域差异性；缺乏对建筑冷热负荷的仔细计算，出现“大马拉小车”或者“小马拉大车”现象；缺乏对地源热泵系统长期性能的分析与预测，忽视了浅层地温的堆积效应；工程施工不规范；运行监测调控缺乏等等。因此，实施地源热泵空调供热系统，必须进行严格的技术，包括地下土壤热特性测试、地层岩性取芯分析；建筑冷热负荷的动态模拟计算、地源热泵系统长期性能分析与预测；规范工程施工；建立有效的地下温度场变化特性监测系统等，才能确保地源热泵系统的长期可靠稳定运行，达到预期效果。1）地温能勘查和地下换热特性测试技术河北工业大学成功研制出了基于恒温法的地下换热性能测试装置，已经申请国家发明专利。该系统能够获得地下温度场、土壤导热系数以及地下换热特性等重要参数的实测数据，为系统设计提供科学依据。该装置在天津、河北、山东、安徽等省市进行了大量的测试工作，积累了大量的实测数据。2）建筑物冷热负荷的动态模拟技术通过采用目前国际流行的建筑能耗模拟软件，结合建筑围护结构、区域气候、使用特点等特征进行可以充分反映出建筑物冷热负荷的小时变化规律，为地下设计与系统运行策略提供重要的依据。在逐时负荷基础上进行地下设计，可以有效避免设计不匹配现象。3）地温场动态分析与节能预测技术通过基于地下温度场和流体温度变化的系统运行分析，可以为实际地下管群的优化提供具体的指导，从而保证整个埋管系统的合理布局，节省建设成本。该技术先后应用于天津和河北省的国土资源部浅层地温能大调查项目。4）地源热泵地下温度场监测技术通过合理地设置地下温度场测点，可以准确地反映出系统的运行状况，及时发现浅层地温的堆积效应，这有利于系统的运行节能，保证系统长期运行的可靠性和稳定性。目前，河北工业大学已经在天津和河北等地的地源热泵系统工程中，成功设计了大量的地下监测系统，掌握了第一手的系统运行与节能数据，这对于地源热泵系统的优化设计具有直接指导意义。项目负责人 王华军   联系方式 联系电话：15122700298Email：huajunwang@126.com

JIFEX是中国具有自主版权的大型通用有限元分析和优化设计软件。它是在大连理工大学工程力学研究所研制多层子结构分析软件JIFEX、微机有限元分析软件DDJ—W、计算机辅助结构优化软件MCADS等基础上发展的集成化软件系统。1995年在全国自主版权CAD支撑软件评测中获得有限元软件唯一的一等奖。1997年获国家八五科技攻关重大科技成果奖。1998年被列为863/CIMS目标产品发展计划支持项目。 JIFEX具有Windows95环境下全新的图形交互式操作环境，是新一代的有限元分析与优化设计软件，具有自己特色的强大功能：方便灵活的有限元模型化功能，多层子结构方法，三维多体弹塑性接触分析，大型组合结构稳定性计算，多功能实用化的结构优化设计功能——特别是结构优化和动态性能优化 Windows95/NT下的图形交互与视算一体化环境，与AutoCAD集成的有限元建模及数据全自动生成，微机上的大规模计算能力——数万节点规模的大型结构强度分析和接触应力计算。

信息化和全球化给制造业带来了空前的挑战。企业必须应对快速、严峻和多变的市场竞争，开发具有高速度、高精度和高可靠特性的产品。企业逐渐意识到设计的不可靠、高成本和高风险，缺乏相应的技术手段和测试方案来评估和分析产品设计过程与产品动态特性，企业对产品难以做到“心中有数”。 以有限元为基础的计算机辅助工程(CAE)技术，以及动态测试与信号分析技术，能够为产品开发、运行和维护的各个环节，即从概念设计、虚拟原型、性能确认到监测诊断和运行维护，提供集成解决方案以及快速高效的信息化、数字化开发平台，优化产品设计，提高产品质量与动态特性，降低新产品成本并缩短上市时间， 西安交通大学机械工程学院机械工程及自动化研究所，长期从事有限元、动态分析与故障诊断的研究与应用工作，配备有高性能的计算机和完备的工程CAE软件，并且拥有一系列先进的测试实验设备。先后承担了国家973计划、863计划、自然科学基金重点和面上、国际合作项目的研究工作。课题组多年来致力于高精度新型有限元、动态测试与故障诊断理论与技术研究，获得多项国家级和省部级奖励。提出了适宜奇异性求解和高精度建模的小波有限元有法，取得了原始创新成果，发表多篇国际期刊论文，获得多项国家发明专利，在科学出版社出版《小波有限元理论及其工程应用>专著，在清华大学出版社出版《Ansysworkbench设计、仿真与优化》教材。课题组集研究、开发和服务于一体，其研究成果广泛应用于航空航天、汽车工业、钢铁石化、电子通讯、自动机械、通用机械等行业，如中国航天科工集团、中国船舶工业集团、兵器部202所、江铃汽车、柳工机械、武汉钢铁、济南石化、华为电子、上海紫明、浙江南大、西安科达机器人等和理光公司等制造企业。

01. 成果简介 呼吸干净的空气是人类的基本需求。世界卫生组织（WHO）公布的“2002年世界卫生报告”现实人们受到的空气污染主要来自室内。现代人平均90%以上的时间在室内度过，暴露时间是室外的6倍以上，室内空气直接影响人们的生命健康和生活质量。每年由于室内空气质量问题导致的白血病、肺结核、肺癌、哮喘及呼吸传染病等疾病的死亡人数超过11.2万人。准确估算室内颗粒物浓度水平对评估颗粒物对人体的健康效应，制定有效的控制手段十分重要。 本软件主要用来模拟评估室内的PM2.5颗粒物浓度水平。软件依据室内颗粒物质量守恒的原理，基于颗粒物源散发特征，建筑特性，以及颗粒物动力学特性，包括沉降以及再悬浮，依据一定的数学计算模型，计算得出稳态情况下室内颗粒物的浓度值。并将结果中颗粒物浓度值与相关标准进行比较。如若超标，软件会通过计算给出建议的净化器最小风量，合理调节设计方案，以期室内的颗粒物浓度达到标准要求，为绿色建筑室内空气预评估方法。 在此基础，可以开发室内装载量预评估软件系统。例如：以建材有机污染物散发量数据为核心基础，在确定用量、建筑设计特性参数等边界条件后，对装修后的室内空气质量进行预评估。根据预评估结果分析各类建材对于不同空气污染物的权重关系，结合成本控制、工程定位、气流组织等多种因素提供针对性的装饰装修优化方案。02. 应用前景 可用于室内各颗粒物浓度分析和控制策略，通过科学地计算评估出各房间颗粒物释放量的可视化管理系统来改善空内设计方案进而优化空气品质。03. 知识产权 成果涉及1项软件著作权。04. 团队介绍 团队负责人现为清华大学建筑学院建筑技术科学系长聘教授、博士生导师，主要从事室内颗粒及其复合污染动力学、建筑通风以及空气洁净技术研究。在包括EHP、Epidemiology和ES&T等在内的国际知名期刊发表SCI论文80余篇，被SCI他引1000余次，其中2篇入选ESI高被引论文。入选教育部新世纪优秀人才支持计划（2007）、清华大学基础研究青年人才计划（2013）等，曾获教育部自然科学二等奖（2013；排名第1）和Building and Environment最佳论文奖（2012）以及清华大学学术新人奖等荣誉，于2016年当选国际室内空气科学院（ISIAQ Academy）Fellow。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱： binzhao@tsinghua.edu.cn zhysh@tsinghua.edu.cn

        技术成熟度：技术突破         传统CMOS工艺的图形处理器通常是由探测、存储、处理等多个分立系统构成，不可避免的增加了集成电路的复杂性、功耗和成本，忆阻器在新型信息存储器件、存算一体化技术及人工神经网络等领域有着巨大应用潜力。         研发团队发展的感存算一体化新型光电忆阻材料与器件能够解决传统人工视听觉系统在容量、集成度、速度等方面的技术瓶颈问题，是实现高效智能视听觉传感系统的基础。研发团队首次在基于氧化钨材料忆阻突触器件的视听觉系统中模拟了速度检测的多普勒频移信息处理，进而实现高通滤波和处理具有相对时序和频移的尖峰数据。这些结果为视听觉运动感知的模拟提供了新机会，促进了其在未来神经形态传感领域的应用。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

 本发明的目的在于提供一种限滑能力与差速器的输入扭矩成正比，并且在不考虑差速器内摩擦的情况下，其两输出端的输出扭矩之比与所要求的输出扭矩之比能基本匹配，并具有结构紧凑，维护方便的特点的轴间差速器。     本差速器的基本结构是一种特殊的行星机构，它的特点在于内齿圈和太阳轮在轴线方向上是错开的，行星轮不是利用轴承支承在行星架上，而是直接将行星轮放入行星架上与行星轮的齿顶圆配合的内孔中，利用行星轮的齿顶圆与行星架的内孔构成若干个滑动轴承。由于行星轮的齿顶圆直径较大，该滑动轴承的传动效率是很低的，即行星齿轮的齿顶圆与行星架的内孔内壁相配合构成了若干个摩擦副。     为了进一步提高轴间差速器的锁紧能力，太阳轮、行星齿轮和内齿圈均为具有大螺旋角的斜齿圆柱齿轮，在分度圆上的螺旋角相等，其中太阳轮与行星齿轮的旋向相反，行星齿轮与内齿圈的旋向相同。由于采用了大螺旋角的齿轮副，齿轮间在啮合过程中会产生与切向力相当的轴向力。行星轮一端的内侧与太阳轮啮合，另一端的外侧与内齿圈啮合，切向力相同，所产生的轴向力正好相互抵消。而对于内齿圈和太阳轮，各行星轮产生的轴向力是相互叠加的，使其端面在行星架或端盖上产生很大的轴向力，分别构成两个滑动摩擦副。改变齿轮副的螺旋角，可以很容易地改变差速器的锁紧系数。     本差速器的结构比较简单，不需要特别复杂的加工工艺和特殊的材料，具有自主知识产权。差速器上的零部件多数机械厂利用已有的设备都可以制造，不需要过多专用设备的投入，达到经济规模的批量也不大，便于在中高档越野车辆上推广。

        滑雪头盔作为滑雪运动中不可或缺的安全装备，在《中国滑雪场所管理规范》中指出，滑雪头盔是必选项，滑雪头盔市场规模和发展潜力巨大。目前滑雪头盔市场仍由国外品牌主导。

本项成果运用Pro/Engineer或者SolidWorks软件建立设备精确的三维模型，继而采用计算流体力学（CFD）方法对于设备内部的温度场或者流场的情况进行模拟与仿真，能够得到设备内部包括温度场或流场在内的热力性能等重要参数，从而为热能设备的优化设计奠定基础。我们运用该项技术成功地解决了以下技术问题：1）         平面或者圆管型金属反射式保温层（压力容器或者核电站管道用）建模及其传热

1.   技术内容及其先进性 本项成果运用Pro/Engineer或者SolidWorks软件建立设备精确的三维模型，继而采用计算流体力学（CFD）方法对于设备内部的温度场或者流场的情况进行模拟与仿真，能够得到设备内部包括温度场或流场在内的热力性能等重要参数，从而为热能设备的优化设计奠定基础。我们运用该项技术成功地解决了以下技术问题：1）      

本成果通过对桨叶/叶片进行空气动力学和声学数值模拟分析，获得桨叶/叶片气动性能、载荷、噪声特性，评估复杂桨叶/叶片外形下的气动和噪声性能，并可结合优化设计理对桨叶/叶片外形参数进行优化，获得性能更佳的桨叶/叶片气动外形。本成果可应用于风力机叶片、无人机螺旋桨、旋翼桨叶、常规螺旋桨等气动与噪声性能的一体化评估、分析设计，可减少桨叶/叶片风洞试验测试，缩短桨叶/叶片设计周期，降低设计成本，同时也可独立分析桨叶/叶片设计参数对气动性能和噪声特性的影响，实现对整体性能的比较评估。