成果的背景及主要用途：导墙或隔水墙这种轻型薄壁结构受到脉动压力的交 变作用，导致结构物疲劳破坏和强烈振动的危险性，是一个现实的问题，应引起 水工结构设计人员的充分重视，也是水利工程研究的一个重要课题。天津大学 1996 年至 2000 年先后开展了中国长江三峡工程开发总公司委托的“三峡水利枢 纽厂坝隔（导）墙泄洪振动的水弹性模型实验研究”（编号：ZT-96（1）-7）和“三 峡工程厂坝隔（左导）墙的优化研究”（CT-98-22-5）的科研项目；2002 年至 2003 开展了中国水电顾问集团中南勘测设计研究院委托的“向家坝水电站消力池底板 和导(隔)墙结构水弹性模型试验研究”项目；2004 开展了“三峡导墙振动的原型 观测研究”。通过这些项目的研究工作，对导墙结构的流激振动和结构优化开展 了系统的实验研究、理论分析和原型观测，提出的创新性成果在工程中得到应用， 取得了显著的社会和经济效益。 技术原理与工艺流程简介：对于导墙结构流激振动响应往往是其结构设计的 控制条件，其结构的安全和结构优化设计与流激振动响应关系密切。但由于泄洪 振动的复杂性，即激振源、脉动荷载时空相关和流固耦联效应的复杂性，通过单 纯的水力模拟和数值计算难以正确确定导墙流激振动的响应。而采用泄洪激振的 水弹性实验模拟可以很好的解决这一问题。水弹性模型是对“结构——水体——地 基——动荷载”四位一体的流固振动系统的模拟，它可以同时满足“动荷载”输人系 统相似和结构系统动力响应相似，即满足水力学条件和结构动力学条件相似。通 过水弹性模拟实验研究导墙结构流激振动的一般规律，建立相应的理论计算模型， 开展原型观测，提出导墙结构安全评价的指标以及安全监测、健康振动的理论分 析方法，并通过原型观测来验证。 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：针对三峡工程导墙从水流条件和结构静动力条件 两个方面来进行三峡工程导墙泄洪振动及优化研究，研究成果已在工程建设中得 到应用、实施，节省投资约 4000 万元，效益明显。 开展了向家坝水电站消力池导(隔)墙结构水弹性模型研究，优化了两个导(隔) 墙体型。该研究成果对向家坝导(隔)墙的泄洪振动响应及其整体稳定性提供了科 学的评价依据，为工程建设提供了一个强有力关键的技术支撑，相关成果已被设 计采用。 结合导墙结构原型观测，应用提出导墙流激振动的反分析方法，可为导墙安 全运行监测和健康诊断提供了理论依据和技术平台，这种理论方法和技术手段对 其他泄洪消能建筑物的安全监测和健康诊断、实时预警都有广泛的应用前景。 该成果的理论方法也可推广到溢洪道边墙的流激振动和安全监测。 应用领域：水利水电工程设计和运行管理。 合作方式及条件：技术服务。

成果描述：本实用新型提供了一种铁路轨道扣件弹条和固定结构,涉及铁路扣件系统,该铁路轨道扣件弹条包括弹条本体,弹条本体设有卡合部、第一压合部和第二压合部,卡合部包括过渡段、第一卡合段和第二卡合段,第一压合部与第一卡合段连接,第二压合部与第二卡合段连接,过渡段的两端分别与第一卡合段远离第一压合部的一端和第二卡合段远离第二压合部的一端连接,第一卡合段和第二卡合段均为“S”形。通过将第一卡合段和第二卡合段设计为“S”形,第一卡合段和第二卡合段远离过渡段的部分向内收缩,从而卡紧紧固件,避免紧固件从卡合部中滑出。此外,该固定结构包括上述铁路轨道扣件弹条。利用该铁路轨道扣件弹条将铁轨上的紧固件固定,固定效果好。市场前景分析：本实用新型提供了一种铁路轨道扣件弹条和固定结构,涉及铁路扣件系统,该铁路轨道扣件弹条包括弹条本体,弹条本体设有卡合部、第一压合部和第二压合部,卡合部包括过渡段、第一卡合段和第二卡合段,第一压合部与第一卡合段连接,第二压合部与第二卡合段连接,过渡段的两端分别与第一卡合段远离第一压合部的一端和第二卡合段远离第二压合部的一端连接,第一卡合段和第二卡合段均为“S”形。通过将第一卡合段和第二卡合段设计为“S”形,第一卡合段和第二卡合段远离过渡段的部分向内收缩,从而卡紧紧固件,避免紧固件从卡合部中滑出。此外,该固定结构包括上述铁路轨道扣件弹条。利用该铁路轨道扣件弹条将铁轨上的紧固件固定,固定效果好。与同类成果相比的优势分析：国内先进

本项目揭示了磁性纳米结构中电子自旋极化效应的新机理和新规律，通过构建新型纳米结构和器件实现了自旋电子极化的产生、传输的可调控性。加深了对自旋特性和基本物理现象的理解，也解决了自旋电流产生、传输、控制和应用方面的多个关键科学问题，为下一代自旋电子学器件提供了重要的技术支撑。近5 年来在Phys Rev B，Appl. Phys. Lett.等国际主流期刊上发表SCI 论文76 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项。其中10 代表性论著被SCI 他引288次。多项研究成果受到了学术界的高度关注

脉管制冷机属低温制冷技术，其理论基础为工程热力学。脉管制冷机没有在低温下工作的部件，可靠性高，主要用于航天器或飞行器中红外探测器和电子元件的冷却。本成果包括在国际杂志《CRYOGENICS》上发表的论文10篇和国际会议论文集中的论文1篇。在对脉管制冷机的工作原理进行热力学分析时，发现由于脉管中的压力与流量不同相，造成了流量中的一部分系“不制冷分量”，降低了

可组装结构，包括线圈、常开、常闭、公共端连接件、底座等。

本发明公开了一种用于对数控机械加工设备的实验模态分析测点执行布置优化的方法，包括：(1)通过有限元仿真，获得设备的整体结构模态振型及相应的模态振型矩阵；(2)利用整体结构模态振型，确定并选取设备的模态振型敏感部件及其相应的振型矩阵；(3)从模态振型敏感部件中选取其表面可测节点，并将这些表面可测节点作为布置优化的对象；(4)使用有效独立法，对表面可测节点进行迭代剔除；以及(5)采用香农采样定理，对模态振型敏感部件执行线性化均匀布点。通过本发明，可以克服现有模态测试效率低、时间长等方面不足，并能够在保证数控机床结构模态测试中固有频率和振型辨识前提下，优化测点数目及测点位置，提高测试效率。

本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化，主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容： 1）零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法：在数据挖掘与机器学习算法方面，搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台，实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2）基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测：在航空薄壁件加工精度预测方面，对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作；建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型，实现了加工精度的高效高精预测。 3）基于机器学习的零件加工工艺优化与决策：在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面，围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作，结合轴类零件加工过程开展了优化工作；提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4）基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证：构建加工数据库1套，包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套（部署于中航发南方公司柔轴车间），实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化，其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理，可以用于工艺设计与现场预先感知，加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析，实现后续工序加工误差推理，加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题，开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发，初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破，具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面，研究了薄壁件加工误差产生的深层机理，构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型，探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律，提出了零件加工工艺与流程优化策略，形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范，规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批，形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面，将上述理论成果进行高度集成，开发了零件全流程加工智能推理优化软件（MIO软件）。软件集成了四大功能模块，包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评，测评机构具备MA与CNAS认证资质，最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面，结合航空发动机制造具体需求，将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件（动力涡轮传动轴）加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间，在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置，实时采集加工过程数据，集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统，获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息，构建了加工工艺数据库，开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证，零件次品率平均降低54.53%。（2019年至2020年优化前，次品率为8.38%；2021年6月至2022年5月优化后，次品率为3.81%）。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定，并形成用户报告。 【技术指标】 1）采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集，构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测，切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2）建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型，提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法，实现了加工误差快速（毫秒级）精准（偏差小于5微米）预测。 3）提出了航轴加工质量状态估计方法，建立了现场多源数据信息串联模型，基于隐马尔科夫的决策模型，实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4）建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型，首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架，联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。

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

乙烯工业是石油化学工业的龙头和核心，乙烯生产装置的核心部分是裂解炉，整个乙烯装 置效益与裂解炉的设计和操作有直接的关系，高水平设计和优化操作裂解炉是乙烯生产装置经 济效益提升的前提。本项目以乙烯裂解炉为例，研究了不同辐射模型对裂解炉流动、传质、传 热和反应的影响，建立准确的辐射模型；在此基础上，研究三维燃烧器的燃烧机理，比较不同 燃烧模型对裂解炉运行状况的影响，建立准确的燃烧模型；在以上模型的基础上，研究了裂解 炉炉膛CFD与炉管裂解反应模型耦合模拟和实验验证；在此基础上，建立基于CFD模拟的区域 法数学模型，研究了其在工业裂解炉中的应用，以提高工业装置的操作运行水平，降低成本和 能耗。