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三维复杂自由面流动问题粒子法并行计算
加快科学工程计算领域中并行计算算法研究及流体力学中复杂流动机理研究，为机械流体工程上流体力学领域中无法模拟的商业软件的开发提供基础理论支持
扬州大学
2021-04-14
基于粒子阻尼的北京冬奥智能动车组减振降噪关键技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
（1）国际首创性提出连续-非连续多体耦合动力学建模方法
厦门大学肖望强教授团队在国际上率先提出连续-非连续多体耦合动力学建模方法，研究有限元的载荷边界与离散元的位移边界的双向传递过程，将接触载荷从离散元域向结构有限元节点等效移置映射。解决了使用粒子阻尼关键技术的高端设备结构进行动力学设计时，无法采用有限元法对其动态响应进行分析的难题。
应用该分析方法，为保障冬奥列车在京张线350Km/h运行速度下舒适的声环境，为各国政要和冰雪健儿的冬奥专列旅程带来宁静舒适的感受。厦门大学开展科研攻关，最终克服技术难题，突破创新，在航空航天技术基础上，针对轮轨和空气涡激等振动激励源，在冬奥4动4拖动力分散式动车组头车结构上，专门研制了冬奥列车专用粒子阻尼装置，解决了高速冬奥专列噪声控制的世界难题。该装置不畏极寒天气，不改变车厢结构，显著提升了冬奥专列高速运行时车厢内声环境舒适度，在高铁车厢内部形成一层无形的“隔声护盾”。京张线冬奥列车如图1所示，实车测试如图2所示。
图1 京张线冬奥列车
图2 实车测试
2020年12月，教育部在北京组织召开成果鉴定会，鉴定意见为：该成果技术难度大，创新性强，具有重大经济和社会效益，项目综合水平达到同类产品国际先进水平。
厦门大学
2022-07-28
一种基于粒子系统的运载火箭尾焰仿真方法
发明专利，一种基于粒子系统的运载火箭尾焰仿真方法
电子科技大学
2015-01-17
一种基于改进粒子群的有源配电网故障定位方法
本发明公开了一种基于改进粒子群的有源配电网故障定位方法，具体包含两个部分：离线区域划分和在线故障定位；其中，离线区域划分包括如下步骤：
(1)根据配网中已有量测装置形成网络拓扑结构，从经济性、可靠性和风险性三个方面进行配电网区域静态划分；
(2)考虑DG接入，建立新的评价指标进行DG接入的配网区域动态调整；
在线故障定位包括如下步骤：
(1)根据区域边界节点处的故障信息进行冗余信息处理，剔除无效区域；
(2)对处理后的故障信息进行变量优化；
(3)采用改进粒子群算法实现故障全局性定位；
本发明采用区域划分和改进粒子群算法实现了故障区域的定位，能够高效、准确的解决含分布式电源的配电网故障定位问题。
东南大学
2021-04-11
叶片光学智能检测装置及软件系统
由于航空发动机和燃气轮机叶片型面是空间异型曲面，因而其设计、制造及维修都面临巨大挑战。为了在设计加工层面提高叶片加工质量，同时在修复层面提高叶片使用寿命，开展叶片高效高精测量研究至关重要。
本项目面向叶片制造研发了一套基于四轴运动平台与线激光扫描相结合的叶片型面检测装置，并开发了集运动控制、数据采集与处理、精度评估等多功能于一体的软件系统，可实现多类型叶片的二维截面高精度测量与三维型面自动化高效重构,有效克服因叶片复杂结构特征带来的扫描数据密度差异性大、重叠区不足等因素对重构精度的影响。本项目面向叶片3D打印修复，研发了一套高效高精度的叶片检测方法与集成系统，可实现批量化叶片截面轮廓位姿及其轮廓的自动化测量、数据重构和叶片配准，为叶片修复工艺流程中的3D打印和后续机加工等工艺环节提供关键的数字化测量、加工工艺数据，有效提升修复精度与效率，并降低成本。
本项目的开发成果可应用于航空发动机、燃气轮机等叶片制造、修复全生命周期的测评、重构、反求等场景，市场规模大。
图 面向叶片3D打印修复的检测方法与集成系统硬件平台
四川大学
2025-02-11
一种便于收纳的供暖装置
电能供暖具有便捷性、安全性和低碳性等特点，电能供暖设备具有广阔的市场空间。本发明可在不工作时将进行折叠收起，以显著节省供暖装置的占用空间；本发明能够实现模块化组装，设备检修和更换非常方便；本发明携带方便，可用于室内外多种场合。
沈阳农业大学
2025-05-21
5MW生物质固定床气化发电装备技术
目前我国生物质热化学转化技术应用较多的是固定床气化，但生产规模普遍较小且高效连续运行性能差，尚无法适应以发电为代表的规模化利用方式。因此，在生物质转化利用领域，开发规模化高效可靠的气化技术是迫切需要攻克的关键技术。2007年华东理工大学主持实施世界银行的全球环境基金项目（CRESP）“规模化生物质固定床气化炉的研制”，之后又负责完成了多项相关重点科研，核心装备技术于2009年7月通过专家验收。本项目的技术原理是将生物质燃料通过固定床自热气化生产可燃气体，其关键技术包括气化炉控温防止结渣、降低飞灰夹带及燃气深度净化等。本项目核心装备—固定床气化炉的单炉产气量大于5000m3 /h，采用典型农作物秸秆为原料的燃气热值大于1500kcal/m 3 ，同时还可获得焦油和草木灰等副产品，气化系统运行高效、可靠而洁净，已完全达到规模化工业生产的要求。本项目成果可广泛应用于供气、发电和供热等场合。
华东理工大学
2021-04-11
5MW生物质固定床气化发电装备技术
目前我国生物质热化学转化技术应用较多的是固定床气化，但生产规模普遍较小且高效连 续运行性能差，尚无法适应以发电为代表的规模化利用方式。因此，在生物质转化利用领域， 开发规模化高效可靠的气化技术是迫切需要攻克的关键技术。2007年华东理工大学主持实施世 界银行的全球环境基金项目 (CRESP)“规模化生物质固定床气化炉的研制”，之后又负责完成 了多项相关重点科研，核心装备技术于2009年7月通过专家验收。 本项目的技术原理是将生物质燃料通过固定床自热气化生产可燃气体，其关键技术包括气 化炉控温防止结渣、降低飞灰夹带及燃气深度净化等。本项目核心装备—固定床气化炉的单炉 产气量大于5000m3 /h，采用典型农作物秸秆为原料的燃气热值大于1500kcal/m3 ，同时还可获 得焦油和草木灰等副产品，气化系统运行高效、可靠而洁净，已完全达到规模化工业生产的要 求。本项目成果可广泛应用于供气、发电和供热等场合。
华东理工大学
2021-04-11
纳米级磁性固定化果胶酶生产技术
该技术是利用鹅源草酸青霉果胶酶生产磁性固定化鹅源草酸青霉果胶酶， 技术适用于食品、医药、畜禽饲料生产企业。 技术利用混合共沉淀法制备果胶酶纳米级磁性高分子微球载体，利用超声 波技术弥补共沉淀法中粒径不均匀的不足，有效控制粒径的大小，提高了微粒青岛农业大学科技成果介绍 2017 －42－ 作为载体的靶向性；采用真空冷冻干燥技术处理固定化鹅源草酸青霉果胶酶， 减少了采用鼓风加热干燥常规法造成载体中羟基、羧基官能团的活性损失，使 制备的载体中有效官能团回收率更高。另外，以磁性 Fe3O4 为磁核，壳聚糖-阿 拉伯胶为磁壳制备磁性双酶(果胶酶+纤维素酶)复合微球，使磁性双载体双酶固 定化产品的连续重复利用效果更好，具有良好的热稳定性。研发的磁性高分子 微球粒径为 10～80.45nm，具有良好的磁响应性，能够实现均匀酶解、重复利用。
青岛农业大学
2021-04-11
在MOFs固定酶及其应用于生物传感的研究
化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。
中山大学
2021-04-13