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本研究成果包括巖體初始地應力場計算仿真、巖體參數選取及反分析、巖體多場耦合機理及多場耦合數值模擬、復雜巖體開挖與錨固支護計算仿真、施工爆破效應計算仿真等諸多方面,形成了較為獨特的巖體多場廣義耦合分析的科學研究體系

本發明公開了一種天吊式LED多光譜無影燈。它包括矩形導軌、無影燈燈頭、送風天花、手術臺；手術臺上方設有矩形導軌、送風天花，送風天花設置在矩形導軌的內側，矩形導軌、送風天花固定在天花板上，矩形導軌上設有多個無影燈燈頭。無影燈燈頭包括第一LED燈珠S1~第五LED燈珠S5、自由曲面準直透鏡L、第一二向合色鏡D1和第二二向合色鏡D2。本發明實現照明角度的調節和水平的位移，提高了系統的無影率，簡化了無影燈的安裝程序。同時，該無影燈解決了以往LED手術無影燈會出現彩色影子的問題，提高了手術創面組織的可分辨能力。

能源、環境及化工等領域廣泛存在具有相變和反應的能質傳遞和轉化問題， 具有多區域、多場、傳遞與轉化等相互耦合的特點，是影響裝備性能的關鍵熱物 理問題，對提升性能至關重要。本項目針對上述領域中共性的多場耦合能質傳遞 機理反其強化和調控方法的前沿科學問題開展研究工作，取得了系列原創性研究 成果。主要發現點有： 一、 分區耦合多相傳遞可視化實驗方法及其機理與特性：創新了滯止流和通 流槽道內逸出速率及位點可控的液滴和氣泡動力學行為、變孔隙率網絡流道及其 與外部流場耦合的兩相流動、毛細阻力可調的多孔層內相變傳熱及含反應邊界的 兩相流及傳遞等可視化實驗方法。獲得了逸出液滴聚合衰減震蕩機理及規律；發 現了微孔逸出氣泡脫離后涌入和界面震蕩現象；揭示了具有壁面逸出氣泡的槽道 內兩相流規律；闡明了具有微孔層和結構缺陷的氣體擴散層內兩相分布特征；厘 清了反向式毛細蒸發器多孔層內相分布規律反其對相變傳熱的影響機理；揭示了 燃料電池內兩相流動和傳輸以及電化學反應的相互作用規律，獲得了流道水淹與 壓降之間的定量關系及膜電極表面溫度分布特性。 二、 多元多相分區耦合能質傳遞及轉化理論模型：建立了多場耦合固體基質 表面細胞吸附成膜理論模型，揭示了生物膜結構與能質傳遞及產氫/產電性能的 相互關系；建立了含生化反應的多孔填料床內多相能質傳遞的毛細管模型和多相 混合模型，闡明了流動和傳輸與生化反應的耦合特性，為固定化細胞生物反應器 性能預測提供了方法；建立了毛細結構材料內分區耦合相變傳熱理論模型，為反 向式毛細蒸發器和微槽膜狀凝結換熱提供了理論計算方法；提出燃料電池兩相傳 輸三維孔隙網絡模型和氣體有效擴散系數的分形模型，首次利用V0F方法模擬 了邊壁具有逸出液滴的燃料電池流道內細觀兩相流行為，揭示了多孔擴散層與流 場板流道內兩相流的耦合關系以及流道結構和工況參數對兩相流特性的影響規 律。 三、多場耦合能質傳遞強化及調控方法：基于分區耦合強化傳熱思想，提出 了三維肋表面和螺旋扭帶組合強化傳熱新方法；通過分區流動和傳遞強化與調控, 發展了三維柱狀陣列結構陽極微流體燃料電池，顯著提升了電池性能；利用石墨 烯表面修飾，實現了多孔電極內微生物產電菌電子轉移速率和活性生物量調控和 強化；創新性利用流場/濃度場/溫度場/光場的強化和調控，結合表面修飾和彌 散光導體技術，實現微生物生化轉化全過程強化；提出了通過外接電阻控制陽極 電勢誘導和調控生物膜結構，強化了質子傳輸，大幅提升了微生物燃料電池性能。

團隊（重慶大學無線電能傳輸技術研發課題組）自2002年以來便開始對 于無線電能傳輸技術的研究。同時，著力無線電能傳輸技術的應用推廣，先后與 中國海爾集團、中海油服集團、中船重工集團等大中型企業合作，形成了一批可 實際應用的工程裝置。作為理論技術研究與技術開發方面，先后完成系統整體建 模及控制理論研究，高頻電力電子變換及高效多自由度電磁轉換機構研究，形 成具有自身特色的理論與技術體系，推出了大量的科技成果，為我國無線電 能傳輸技術應用推廣做出應有貢獻。 制約無線電能傳輸技術發展的瓶頸問題在于傳輸效率相對較低，空間 尺度及靈活度較小。課題組重點圍繞無線電能傳輸技術的高效、多自由度等關 鍵技術問題，開展了理論、技術到工程化應用一系列研究與開發工作，著力于高 頻電力電子變換電路及相關控制策略、頻率穩定控制技術與實現、電磁機構研究 與優化設計、多自由度拾取變換技術等方面的深入研究。創新性提出了均衡磁場 管狀空間的功率電磁場聚集技術；多自由度高效拾取模式與轉換技術；系統復雜 電磁綜合特性的非線性建模及控制技術；基于能量注入包絡控制的新型電能變換 技術，形成了完整的理論研究及工程應用技術體系，并自主研制出從瓦級到幾十 千瓦不同輸出功率等級和幾種典型應用領域的實驗裝置、工程裝置和特種示范系 統。

本發明提出一種多空路面再生時骨架恢復方法，以瀝青混合料的空隙率和骨架材料的質心距為控制標準，對多空路面再生的舊料和新料的參量進行計算。包括對舊路取芯進行CT掃描圖像分析獲得舊料級配和所有石料的幾何信息；根據目標級配制備目標試件，通過CT掃描圖像分析獲得目標試件的質心距和空隙率；通過離散元軟件建立各個級配石料的數值模型，依據目標試件的質心距和空隙率計算獲得新舊料參量。本設計方法與已有瀝青混合料再生技術相比注重粗集料的分布和再生后路面的空隙率，采用數值方法從細觀角度解決了多空路面再生時排水性能下降的難題，優化了再生時級配設計流程，采用計算機輔助設計更能迅速準確的找到最優解，具有較高的工程價值。

成果的背景及主要用途：天津大學結合三門峽水利樞紐管理局委托“三門峽 樞紐多模目標優化調度研究”項目和教育部骨干教師基金“粘性泥沙的力學模型 和人工智能模擬復合模擬研究”項目開展了多沙河流水庫水沙電的多目標優化調 度的研究工作。采用科學的理論方法和先進的技術手段，創新地研究調度管理系 統中涉及的水文預測、泥沙沖淤的智能快速模擬、高含沙洪水的“揭河底”現象 的特征機理、多目標優化調度、實時短期調度、調水調沙等問題，以便使水庫優 化調度管理系統更科學化、智能化、系統化。本研究項目的進行與研究結果，有 利于協調解決目前防洪、供水、泥沙淤積與蓄水發電等多目標的優化調度的問題， 確保在改善多沙河流水庫庫區、下游水庫及其河道的泥沙淤積情況的同時增加發 電量，提高社會效益和經濟效益，在全國用電緊張、更加注重社會效益和生態效 益保護的今天，本項目的研究有重大的現實意義和實用價值。 技術原理與工藝流程簡介：本項目主要利用混沌神經網絡模型對黃河中下游 中長期徑流和含沙量進行了預測，并利用模式識別的方法隨機模擬了洪水過程中 的流量過程線和含沙量過程線；對影響潼關高程和水庫泥沙淤積量的相關因子進 行優選，并利用其訓練神經網絡；將 BP 人工神經網絡模型運用到徑流量的預測， 水庫泥沙淤積、潼關高程中去，進行計算和預測；建立隨機微分方程模型，確定 水庫斷面水庫進行多目標優化調度。在完成上述專業模型系統的設計開發基礎上，將利用 多目標系統決策分析理論，通過從下到上逐級控制，并協調各子系統的運行關系， 使各子系統既能實現各自目標，又能滿足彼此的制約關系，從而實現整個樞紐的 綜合最優調度。 技術水平及專利與獲獎情況：該項成果達到國際先進水平。 應用前景分析及效益預測：水庫多目標優化調度的效益極為明顯，往往是在 不增加水利樞紐運行和管理成本基礎上實現的效益，在水資源日益短期的形勢下， 其重要性也日益突出。本項目所研究的多沙河流以水、沙、電多目標優化調度系 統，可為解決防洪、供水、發電與減淤的矛盾提供新的技術手段和理論方法，可 以應用到黃河等多沙河流的各個水利樞紐的優化調度運行中，能實現水庫樞紐經 濟效益、社會效益和生態效益的綜合優化及和諧統一。還可以應用到含沙量較小 （但又必須涉及泥沙問題）的河流上的各個水庫樞紐上，如三峽水庫等，應用范 圍極為廣泛，具有廣闊的應用前景。 應用領域：水利水電工程運行管理。 合作方式及條件：技術服務。 7 大型水利水電工程可視化仿真 8 重大水利水電工程施工實時控制 9 重大泄流結構耦合動力安全理論及工程應用 10 城市熱環境與建筑節能 11 建筑光環境與城市照明 12 低碳城鄉規劃與綠色建筑設計含沙量的概率密度分布函數；利用模糊模式交叉迭代模型和遺傳算法對

本發明公開一種多頻率重力梯度激勵信號產生方法，通過多個檢測質量，同時繞重力梯度儀以不同的角速度、不同的環形軌道旋轉，疊加產生多頻率重力梯度激勵信號。改變旋轉檢測質量的質量、個數、軌道半徑、軌道平面和梯度儀輸入平面的角度、旋轉角速度等參數可以靈活的控制多頻率重力梯度激勵信號的頻率成分和大小。通過該方法產生的多頻率重力梯度激勵信號的理論值是可知的，根據理論的多頻率重力梯度激勵信號和重力梯度儀實際輸出的信號，能對重力梯度儀的標度系數進行標定，對重力梯度儀的性能進行測試和評價。

作為全球導航衛星系統(GNSS)的后起之秀，我國自主北斗導航衛星系統(BDS)近年來迅猛發展。“十二五”及未來“十三五”期間，已有和正在發展大規模的各類地基北斗 /GPS 站網(CORS 網、GNSS/MET 網等)，同時，空基(無人機、有人機)和天基觀測載荷 研制已提上日程。所有這些觀測數據將形成天空地一體化網絡的北斗大數據資源。隨著導航、 定位、授時等北斗傳統應用的日趨成熟(圖 1)，北斗大數據附加值發掘及新型應用領域產 業鏈的拓展將前景廣闊。本項目為導航衛星創新增值應用及北斗大數據信息的深度挖掘，將干擾導航定位精度的大氣折射、地表反射等誤差源，“變廢為寶”為遙感探測的信號源，在突破我國自主導航衛 星遙感探測關鍵技術的基礎上，從地基探測和空基(無人機、有人機)探測兩個層面，實現 軟硬件一體化的北斗/GPS 雙模氣象水文生態多要素綜合監測系統。方案及成果將面向行業 應用需求，引進吸收國際前端技術，緊密結合當地資源優勢，打造內蒙古自治區成為國內率 先開展北斗氣象水文生態增值創新應用的省份，拓展北斗大數據在氣象預報、智慧農業、智 慧水利、生態環境等領域的應用(圖 1)。圖 2 為北斗/GPS 環境多要素智能監測與大數據服務平臺總體方案。圍繞“數據獲取——數據存儲——分析挖掘——應用服務”這一主線進行。其中: 數據獲取分為地空天三類:(1)自主研發的低成本北斗/GPS 環境多要素智能監測設備;(2)無人機搭載北斗/GPS 智能監測傳感器;(3)GNSS 遙感衛星。 環境監測要素包括:農業環境生態(土壤濕度、植被水分等)、氣象水文(大氣水汽、積雪深度、水位等)、海洋(潮位、風場、鹽度、海冰等)。 該方案將充分發揮導航衛星無源探測、高時空分辨率、低成本高產出、實時性強的優勢。同時，方案涉及的監測要素及方法可實現同衛星遙感(高分衛星、降水衛星、重力衛星等) 監測的有效結合和優勢互補，作為國土資源實時監測系統的有機組成部分，共同實現國家級、 區域級空天地一體化物聯網遙感大數據智能監測服務。清華大學在利用地基、空基北斗/GPS 觀測數據進行氣象水文生態要素監測技術開發、 產品研發、軟硬件研發集成等方面具備豐富的研究積累，尤其針對我國自主北斗導航系統的 創新應用，團隊成果國內領先且得到國際同行的高度認可，開發并集成了一套完備的“北斗 /GPS 雙模多要素智能監測”整體解決方案。除發表高水平學術論文外，已申請多項發明專 利和軟件著作權(表 1)，2016 年技術成果已通過軟硬件服務在青海(氣象/水利/環境)、四 川(農業/氣象)、山東(農業)、北京(科研單位)等地取得了初期經濟效益。中心已具備 的技術基礎與部分成果展示如圖 3-圖 6 所示，包括全國范圍地基綜合觀測站網建設(圖 3)、 空基試驗與技術攻關(圖 4)、監測產品研發(圖 5)、軟硬件設備自主研發(圖 6)。所有這 些技術積累將為本方案的順利實施提供有力保障。目前市場上尚無相關產品，并且本項目的成果產出可從如下幾個方向進行多層次、全方 位的市場化對接:(1)軟件模塊:研制內容一產出的氣象水文生態監測要素估算軟件模塊，可同以北斗 導航定位為主打方向的企業對接，通過嵌入本軟件模塊，拓寬其業務范圍，在為農業、氣象、 水利等部門提供導航定位服務的同時，融入氣象水文生態要素同步監測的功能。不同需求定 制的軟件模塊按 1-10 萬元每套計算，初期市場年需求量預計 50 套，預計每年產生收益 50-500 萬元，市場成熟后可面向全國推廣，年收益可達 1000-5000 萬元。(2)監測產品:研制內容一產出的氣象水文生態監測要素產品，如通過 SDCORS 監測 網絡附加得到的多要素監測產品，可實現政府買單為行業公眾提供服務。可與高校、科研院 所等聯合申報國家級、省部級科研項目，預計單個項目經費 500-1000 萬元。(3)新型監測設備:研究內容二所產出的面向氣象農業水文應用的北斗/GPS 雙模氣象 水文生態多要素綜合監測設備，具有低成本、小型化、多功能等優勢，可獨立進行市場推廣。 按單套收益 5 萬元計算，初期市場年需求量 50 套，預計年收益 250 萬元，市場成熟后可面 向全國推廣，年收益可達 500-3000 萬元，并可與目前市場上通用的 GNSS 定位型接收機競 爭，實現行業接收機的更新換代及初期市場壟斷。(4)演示系統:研究內容三所產出的北斗/GPS 雙模氣象水文生態多要素綜合監測演示 系統，可率先在山東省(青島市)開展示范應用，且該創新應用模式在全國具有推廣價值。 可聯合申報科研項目，預計單個項目經費 500-1000 萬元，同時可實現業務化推廣應用，名 利雙收。

綜觀5G、智能化電子設備、導航定位、柔性可穿戴、RFID、物聯網、覆蓋系統、通信系統等領域，都需要不同類型的高性能換能器件─天線。對于不同的應用體系、不同的頻段，天線具有不同的形貌及技術特征。隨著以上多種應用日益緊密地融入人們的生活之中，多功能調控管理一體化技術研究的深入，對于這個基本器件的需求在數量上和質量上都有著持續不斷增長的需求。團隊具有從設計理念到器件材質選取/研發系列自主知識產權國家發明專利100多項，具有按合作方需求完成多種交叉應用的按需新產品研發天線及相關產品能力，兼顧系統EMC集成化的設計，完成一體化智能化的高端裝備制作。 天線是應用面極為廣泛、技術含量極高的產品，制作各類天線的材料小型化后用量有限，本身價格一般不超過成品售價十分之一，既可以通過購置知名品牌的基材滿足常規需求，也可以通過本團隊聯合的研究團隊按需開發特種基材，獲取更高的天線特性。從投資的角度，天線批量制作工藝要求并不復雜，采用常規具有一定精度的機械加工設備或者高穩定度的PCB制版設備就可以完成平面小型化天線，設備壽命較長，在高科技設計技術的保障下操作調控也很方便。扣除產品的后期包裝和推廣成本，利潤極高，需求量大，保守估計各種類別的天線年產值都會在數千萬以上，前端創新的可以有數億，屬于低投入高回報的產業。 項目投資額視合作關系而定，一般前期投入每個特需專項前期 100~150萬人民幣，后期再追加及提成(不包括廠房等投入)。

一種考慮機床幾何結構誤差的多軸數控加工后置處理方法，根據機床結構分別建立不含結構誤差的機床運動變換鏈和含有結構誤差的機床運動變換鏈，采用不含結構誤差的機床運動變換鏈求解刀具運動的各運動軸理想運動坐標，該理想運動坐標中不考慮機床結構誤差。之后采用含有結構誤差的機床運動變換鏈計算運動計算上述理想運動坐標的補償量，通過補償該理想運動坐標，使得機床的實際運動軌跡與設定運動軌跡之間的偏差在允許范圍之內，保證刀具實際軌跡與設定軌跡的一致性。本發明彌補了傳統后置處理方法的不足，可以實現包含機床幾何結構誤差的多軸后置處理，有助于提高機床加工過程中的運動精度，提高零件加工質量。