双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

本实用新型公开了一种与化粪池结构相结合的污水换热器，包括设于化粪池内的多层蛇形管道组，各层蛇形管道组包括有浇筑时预留在化粪池两侧壁面的多个平行防水套管、并列设置的多个换热管道，换热管道两端分别插入化粪池两侧壁面的平行防水套管，化粪池的每侧壁面的相邻两个防水套管之间通过弯管连接，热泵机组冷凝器出水口通过中介水入水管与分水管相连，中介水由分水管分为多个支路通过换热管道换热后，通过多个支路汇集到集水管，热泵机组冷凝器进水口通过中介水出水管与集水管相连。该换热器结构简单，清洗容易，安装、维修方便，可以减少安

本发明公开了一种用于硅材料表面的复合结构及其应用，其中该复合结构包括光栅结构和纳米线阵列，光栅结构包括多个周期性并列排列的长方体，相邻的两个长方体之间的间距保持固定；纳米线阵列为多个周期性排列的圆柱体，这些圆柱体均位于光栅结构的长方体的顶面上；位于同一长方体顶面上的相邻两个圆柱体的中心轴线之间距离保持固定。本发明通过对复合结构的关键形状参数等进行改进，能够提高硅太阳能电池的光吸收率，并且降低制备成本，提高复合结构的整体稳定性；此外，通过调节该复合结构内部光栅结构和纳米线阵列的排列组成方式，能够调控硅太阳能电池表面的光吸收率，减小由于光波段不同造成的光吸收率的波动。

本发明公开了一种用于聚变堆的低活化钢结构材料，其化学成分及重量百分比为：C：0.09～0.11％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.40-0.60％，V：0.08～0.30％，Cr：9.0～9.5％，W：2.0～2.5％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Ti：0.01～0.03％，N：0.01～0.05％，O：≤0.005％，余量为 Fe。与 Cr-W-V-Ta 系低活化钢相比，本发明提供的 Cr-W-V-Ti-N系低活化钢具有接近的室温综合机械性能和微观组织，而更优的低活性、中子辐照组织性能稳定性及高温特性，更适合在聚变堆高温温度场、强中子场和强磁场的环境下服役，分析该低活化钢结构材料能够满足未来聚变堆第一壁/包层结构材料的使用要求。

计算机各部件优化升级，全面高效支持计算机各部件和各种模型计算机的开放性设计实验。在保证电路开放性的同时，各部件和各种复杂模型机电路的搭接更加简捷、高效和直观，极大提高了实验效率和实验成功率。

一种基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法，包括：选择脉冲切削方式，脉冲切削方式包括铣削、车削和镗削凸台，建立与脉冲切削方式对应的切削力模型，根据切削力模型生成切削参数，并随机生成凸台参数，根据切削参数和凸台参数计算切削力的自功率谱，并判断自功率谱的频宽是否覆盖期望的频带范围，判断自功率谱的能量是否大于一阈值能量，若能量大于阈值能量，则根据所选的切削参数生成数控指令代码，以控制机床加工待切削试件，测量机床的响应信号，并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点以及模态振型向量。本发明能够估计激励力的能量大小，继而从互功率谱矩阵中获取模态比例因子。

水中微量痕量污染物的清除仍是科技界的严重挑战技术。微量污染物的累积作用和毒害作用正在引起人们的重视。当前缺乏的是低成本、低投入、高效和易推广的技术。常规吸附剂如活性炭虽然易从水体分离，但由于表面缺乏精细电子和拓扑结构，难以捕捉微量痕量污染物。本项目致力于开发一种表面精细结构化的、能大规模生产的高效水处理剂。最近我们发现用树状两亲体可以调控浓乳液聚合，提供了一种直接大规模获得表面结构化材料的方法。由于树状两亲体不仅能在界面组装，自身还能提供各种期望的电子环境和拓扑环境，从而高效地与各种客体分子互补，使捕捉微量客体分子成为可能。另一方面，随着大量树状体被报道，有数种已经商业化，由此衍生的树状两亲体容易实现规模化生产。理论上讲，各种树状两亲体可同时参与稳定浓乳液，形成类似斑豹的表面结构，这进一步为同时清除广谱微量水污染物提供了可能。初步研究表明，这类吸附剂能创纪录地将水中典型致癌芳烃降低到十亿分之一以下；典型有机离子的浓度降低到千万分之一以下。该材料不会向水中带来任何新污染物，能保证优质饮用水的获得。

将微结构研究方法，引入到对滨海新区软土的固结沉降特性研究之中，从而将软土的宏观固结沉降现象与其初始微结构参数及微结构再造过程研究结合起来，在土微结构和土压缩性指标之间架起一座桥梁。根据建立的软土固结沉降微结构预测模型，可以由微结构参数、应力水平，得到软土的固结参数和压缩性指标。或者根据固结压缩性指标，得到微结构参数的变化。 天津二建建筑工程有限公司、天津永盛岩土技术有限公司、天津建工总承包有限公司等三家公司，从2012年开始采用本项目研究得到的适用于滨海软土固结的微结构参数预测模型，以及基于此模型的软土地基沉降预测技术进行了相应的沉降预测。通过在实际工程中的应用，证明了本技术的先进性。