成果与项目的背景及主要用途： 创新药物高效设计与筛选(Computer-Aided Innovative Drug Development，CAIDD)技术是集计算化学，药物化学及结构生物学为一体的靶向药物创新平台。CAIDD 利用先进的计算机辅助药物设计技术从分子水平上确立和发现创新药物的生物靶点，阐明药物吸收及传递的机理，并通过构建生物靶点的三维结构模型，高效设计和筛选靶向型创新药物。 CAIDD 技术是生物医药领域创新药物研发的核心技术。主要应用于高效设计和筛选靶向性小分子药物，蛋白及抗体药物，有效缩短从先导药物发现到药物开发上市的整个过程。 技术原理与工艺流程简介： 利用先进的计算机辅助药物设计技术从分子水平上模拟和研究药物吸收和药物传递的机理，发现和确立新的生物靶点，分析药物分子的三维构效相关，针对取得的药效团模型和药物相互作用模式进行靶向药物的合理设计和高效筛选最终实现靶向型新药的创制和高效药物传递。靶点发现→药物设计→化学合成→药理验证→结构生物学 技术水平及专利与获奖情况： 基于有机化学方法论的药物数据库包含 351 亿个化合物，拥有世界最大的先导药物虚拟数据库 技术应用： 1、靶向型一类新药先导化合物的高效设计与筛选利用 CAIDD 技术开展或参与企业创新药物先导化合物的快速设计与发现。针对企业研究方向和课题需要，在课题立项及创新药物研发源头为企业提供最先进的技术服务。 2、靶向型换代产品快速开发 利用 CAIDD 技术提高现有上市药物的靶向性，生物利用度，降低药物毒副作用，从本质上提高企业已上市药物的临床应用价值，帮助企业快速开发具有自主知识产权的新一代靶向型替代产品，延续企业产品生命力和企业竞争力。 应用领域：医药领域。 应用领域举例： 1、现代化靶向型中药开发 CAIDD 技术利用针对多种生物靶点的药物传递技术，结合 Dendrimer 药物包接及靶向诱导技术的应用为企业开发具有自主知识产权的中药靶向新制剂与新剂型，从本质上实现中药的靶向传递和现代化。 2、蛋白质欧联药物开发 利用抗体对生物靶点的特异性识别特征，CAIDD 技术帮助企业实现蛋白欧联型靶向药物的快速开发，取得一类新药自主知识产权。 3、一类兽药快速研发 CAIDD 平台提供兽药现代化改良服务，通过 CAIDD 靶向化技术改良现有上市兽药的靶向功能，提高药物生物利用度，水溶性，消除药物异味，为企业创造具有自主知识产权的一类新药。 应用前景分析及效益预测： 与传统通过规范化的实验手段进行新药开发筛选相比，CAIDD 技术具有节约成本与时间的显著优势且筛选效果与传统手段媲美。 合作方式及条件：具体面议 1、 提供新型先导化合物→结合企业在研项目在一定时间内为企业提供具有自主知识产权的新型先导化合物； 2、 参与筛选先导化合物→利用先导药物数据库为企业提供筛选新型先导化合物的服务； 3、 企业新产品的靶向开发→利用靶向化技术为企业提供具有自主知识产权的创新新药 4、 企业现有的靶向化换代→利用 CAIDD 技术提高现有药物的靶向性及生物利用度快速研制换代产品。

南京工业大学车辆与工程机械研究所近年来一直致力于风电叶片制造设备的设计与开发，成功开发了风电叶片模具和模具翻转设备等产品。所设计的模具结构合理，通过轻量化设计有效节约了制造成本，通过有限元分析，优化了结构的强度与刚度。所设计的模具翻转设备可实现上下模具的自动开合、顶升与夹紧，其结构新颖，采用机电液一体化技术，实现了全自动化作业，作业精度高，可遥控操作，使用方便，通过PLC与变频控制等技术，解决了翻转过程中翻转角度的同步控制和系统的安全保护。 技术优势：①机电液一体化程度高，可全自动化作业；②结构新颖，具有创新性；③可遥控操作，使用方便；④采用了结构优化设计和有限元分析方法，结构合理，性能先进；⑤采用冗余设计等技术，具有可靠的安全保护系统。 技术指标：①翻转角度同步误差小于1~2°；②上下模具的合模精度小于±5mm。

该成果曾获教育部科技进步二等奖。成果针对鸡早期胚胎发育、体外受精、胚胎干细胞、生殖干细胞等生物学规律和特性，创建了鸡卵体外受精、胚胎移植和异体胚盘移植方法，创新了鸡 SSCs 异体间移植产生精子的方法；创新了将外源基因导入生殖干细胞的方法，获得国内首批基因修饰鸡；系统研究了鸡胚胎干细胞（ESCs）、原始生殖细胞（PGCs）和精原干细胞（SSCs）发育规律和生物学特性；建立了一套完整的鸡ESCs、 PGCs 和 SSCs 分离纯化、体外培养、冷冻保存、诱导分化及转染外源基因等方法；建立了鸡 ESCs

在国内多翼离心风机优化设计方面，西安交通大学刘小民教授课题组针对多翼离心风机的高效低噪优化开展了大量研究，主要包括多翼离心风机的参数化优化，基于仿生叶片的风机设计优化等。诸永定基于Kriging代理模型及遗传算法，针对抽油烟机用多翼离心风机进行优化设计，优化结果显示风量提升4.4%，效率由20.15%提升至21.73%，所采用的方法可以显著减少CFD的优化迭代次数。针对以上总结，可见国内对于多翼离心风机的优化设计主要以常规家电为主，针对环境试验箱所用多翼离心风机优化设计尚缺乏针对性研究。

在基础设计中，经常会碰到下列情况：1）如果采用天然地基浅基础方案，地基承载力可满足要求，但是建筑物沉降量过大无法满足规范要求。2）采用天然地基浅基础方案，地基承载力和沉降均不满足要求，但是地基承载力距设计要求差距不大。上述情况通常的做法是弃地基土承载力不用而改用常规桩基来承担上部结构的全部荷载，从而造成很大的浪费。南京工业大学宰金珉教授通过长期研究，提出了复合桩基的设计理论与方法，成功地实现了在软土地区的桩土共同作用。多项工程实践表明，采用复合桩基的建筑物基础造价节省30％～60％，具有显著的经济效益和社会效益。 工艺路线：突破单桩承载力特征值的限制，人为令单桩荷载达到或接近其极限承载力，使单桩工作状态由弹性支承进入完全塑性支承，形成“塑性支承桩”。在基础下设置数量较少的塑性支承桩不仅可以充分发挥地基土的承载力，只使用少量的桩来承担部分上部结构荷载和控制建筑物沉降，而且还可以利用塑性支承桩的自适应性来改变基础的支承刚度，以达到使建筑物的差异沉降最小的目的。

该成果 2016 年获教育部高等学校科学研究优秀成果奖二等奖。中国月-季节尺度降水预测是短期气候预测中的一个难点和重点，我们提出了一种基于动力-统计相结合的客观定量化的气候预测新理论，充分吸收了动力学和统计学方法的优点，为提高月-季节降水预测准确率提供了一种新思路。

本发明提出一种水泵水轮机第一象限特性曲线理论预测方法，基于水轮机欧拉方程，利用水泵水轮 机转轮进出口直径、转入叶片进出口安放角及导叶开度等几何体型参数，考虑转轮进口的撞击损失、转 轮内及尾水管水头损失和离心力作用项，得到水泵水轮机反―S‖的特性及水轮机区特性曲线。本发明可 适用于抽水蓄能电站中水泵水轮机前期开发设计，为水泵水轮机几何参数对转轮的反―S‖特性影响提供 预测和指导方向；使转轮在水力模型试验之前，为电站前期调节保证设计提供水轮机区初步

计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）分析是利用有限元分析、数值分析以及图形图像等技术模拟产品的实际工况，从而获取产品的静动态性能指标。采用CAE 分析技术，能大大缩短产品的开发周期，优化结构，降低成本，提升企业的市场竞争力。此项技术已广泛于航空航天、汽车、机车、电子、土木等各行各业，是企业产品创新设计时的不可缺少的有力保障。但CAE分析模型的建立异常冗繁，且有限元分析理论和相应的软件使用对于企业技术人员来说，仍是一个难点问题，为此，利用VC++和APDL等开

本项目以国家自然科学基金 重点项目、国家杰出青年科学基金项目等为依托，历时十余年研究，建立了粗粒 土颗粒破碎机理与塑性本构理论。主要取得的科学发现点如下：(1) 针对传统强度理论无法描述粗粒土的颗粒破碎、各向异性、尺寸效应 等问题，建立了粗粒土三维统一非线性强度理论。该强度理论能够准确地模拟粗 粒土因颗粒破碎所导致的偏平面及子午面上非线性的强度特征；能够合理地反映 粗粒土因自重产生的横观各向同性的强度特征；能够准确地模拟粗粒土复杂的各 向异性的强度特征；还能够合理地反映粗粒土三维尺寸效应的强度特征。(2) 提出考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构理论。试验表明，粗 粒土剪胀特性与中主应力系数相关，据此提出了考虑中主应力影响的粗粒土三维 应力-剪胀方程。针对传统本构模型无法描述中主应力对应力变形影响的问题， 建立了考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构模型。在边界面理论框架下， 建立了屈服面与边界面的演化规律，获得了应力变形特征。(3) 提出颗粒破碎影响的状态相关塑性本构理论。试验发现粗粒土颗粒破 碎会导致颗粒级配发生变化，细颗粒填充粗颗粒孔隙，进而使得临界状态线发生 移动，并伴随能量散耗，因此，提出了考虑颗粒破碎的三维临界状态面及临界状 态理论。粗粒土在压缩和剪切作用下，颗粒破碎，并具有状态相关性，因此，提 出了考虑颗粒破碎的应力-孔隙耦合状态方程。根据所提出的考虑颗粒破碎三维 临界状态面，建立了考虑颗粒破碎影响的状态相关塑性理论。

我国粗粒土分布广泛，在强震、高应力等复杂应力条件下，高土石坝、高边 坡和岛礁工程中，粗粒土易产生颗粒破碎，导致其级配发生改变并伴随能量耗散, 从而引起边坡及坝体变形失稳破坏。研究粗粒土在颗粒破碎情况下的本构模型以 及评价工程安全稳定是目前粗粒土研究的热点问题。本项目以国家自然科学基金 重点项目、国家杰出青年科学基金项目等为依托，历时十余年研究，建立了粗粒 土颗粒破碎机理与塑性本构理论。主要取得的科学发现点如下： (1)  针对传统强度理论无法描述粗粒土的颗粒破碎、各向异性、尺寸效应 等问题，建立了粗粒土三维统一非线性强度理论。该强度理论能够准确地模拟粗 粒土因颗粒破碎所导致的偏平面及子午面上非线性的强度特征；能够合理地反映 粗粒土因自重产生的横观各向同性的强度特征；能够准确地模拟粗粒土复杂的各 向异性的强度特征；还能够合理地反映粗粒土三维尺寸效应的强度特征。 (2)  提出考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构理论。试验表明，粗 粒土剪胀特性与中主应力系数相关，据此提出了考虑中主应力影响的粗粒土三维 应力-剪胀方程。针对传统本构模型无法描述中主应力对应力变形影响的问题， 建立了考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构模型。在边界面理论框架下， 建立了屈服面与边界面的演化规律，获得了应力变形特征。 (3)  提出颗粒破碎影响的状态相关塑性本构理论。试验发现粗粒土颗粒破 碎会导致颗粒级配发生变化，细颗粒填充粗颗粒孔隙，进而使得临界状态线发生 移动，并伴随能量散耗，因此，提出了考虑颗粒破碎的三维临界状态面及临界状 态理论。粗粒土在压缩和剪切作用下，颗粒破碎，并具有状态相关性，因此，提 出了考虑颗粒破碎的应力-孔隙耦合状态方程。根据所提出的考虑颗粒破碎三维 临界状态面，建立了考虑颗粒破碎影响的状态相关塑性理论。