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本研究成果包括巖體初始地應(yīng)力場計(jì)算仿真、巖體參數(shù)選取及反分析、巖體多場耦合機(jī)理及多場耦合數(shù)值模擬、復(fù)雜巖體開挖與錨固支護(hù)計(jì)算仿真、施工爆破效應(yīng)計(jì)算仿真等諸多方面,形成了較為獨(dú)特的巖體多場廣義耦合分析的科學(xué)研究體系

能源、環(huán)境及化工等領(lǐng)域廣泛存在具有相變和反應(yīng)的能質(zhì)傳遞和轉(zhuǎn)化問題， 具有多區(qū)域、多場、傳遞與轉(zhuǎn)化等相互耦合的特點(diǎn)，是影響裝備性能的關(guān)鍵熱物 理問題，對提升性能至關(guān)重要。本項(xiàng)目針對上述領(lǐng)域中共性的多場耦合能質(zhì)傳遞 機(jī)理反其強(qiáng)化和調(diào)控方法的前沿科學(xué)問題開展研究工作，取得了系列原創(chuàng)性研究 成果。主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)有： 一、 分區(qū)耦合多相傳遞可視化實(shí)驗(yàn)方法及其機(jī)理與特性：創(chuàng)新了滯止流和通 流槽道內(nèi)逸出速率及位點(diǎn)可控的液滴和氣泡動(dòng)力學(xué)行為、變孔隙率網(wǎng)絡(luò)流道及其 與外部流場耦合的兩相流動(dòng)、毛細(xì)阻力可調(diào)的多孔層內(nèi)相變傳熱及含反應(yīng)邊界的 兩相流及傳遞等可視化實(shí)驗(yàn)方法。獲得了逸出液滴聚合衰減震蕩機(jī)理及規(guī)律；發(fā) 現(xiàn)了微孔逸出氣泡脫離后涌入和界面震蕩現(xiàn)象；揭示了具有壁面逸出氣泡的槽道 內(nèi)兩相流規(guī)律；闡明了具有微孔層和結(jié)構(gòu)缺陷的氣體擴(kuò)散層內(nèi)兩相分布特征；厘 清了反向式毛細(xì)蒸發(fā)器多孔層內(nèi)相分布規(guī)律反其對相變傳熱的影響機(jī)理；揭示了 燃料電池內(nèi)兩相流動(dòng)和傳輸以及電化學(xué)反應(yīng)的相互作用規(guī)律，獲得了流道水淹與 壓降之間的定量關(guān)系及膜電極表面溫度分布特性。 二、 多元多相分區(qū)耦合能質(zhì)傳遞及轉(zhuǎn)化理論模型：建立了多場耦合固體基質(zhì) 表面細(xì)胞吸附成膜理論模型，揭示了生物膜結(jié)構(gòu)與能質(zhì)傳遞及產(chǎn)氫/產(chǎn)電性能的 相互關(guān)系；建立了含生化反應(yīng)的多孔填料床內(nèi)多相能質(zhì)傳遞的毛細(xì)管模型和多相 混合模型，闡明了流動(dòng)和傳輸與生化反應(yīng)的耦合特性，為固定化細(xì)胞生物反應(yīng)器 性能預(yù)測提供了方法；建立了毛細(xì)結(jié)構(gòu)材料內(nèi)分區(qū)耦合相變傳熱理論模型，為反 向式毛細(xì)蒸發(fā)器和微槽膜狀凝結(jié)換熱提供了理論計(jì)算方法；提出燃料電池兩相傳 輸三維孔隙網(wǎng)絡(luò)模型和氣體有效擴(kuò)散系數(shù)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(nèi)細(xì)觀兩相流行為，揭示了多孔擴(kuò)散層與流 場板流道內(nèi)兩相流的耦合關(guān)系以及流道結(jié)構(gòu)和工況參數(shù)對兩相流特性的影響規(guī) 律。 三、多場耦合能質(zhì)傳遞強(qiáng)化及調(diào)控方法：基于分區(qū)耦合強(qiáng)化傳熱思想，提出 了三維肋表面和螺旋扭帶組合強(qiáng)化傳熱新方法；通過分區(qū)流動(dòng)和傳遞強(qiáng)化與調(diào)控, 發(fā)展了三維柱狀陣列結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)了多孔電極內(nèi)微生物產(chǎn)電菌電子轉(zhuǎn)移速率和活性生物量調(diào)控和 強(qiáng)化；創(chuàng)新性利用流場/濃度場/溫度場/光場的強(qiáng)化和調(diào)控，結(jié)合表面修飾和彌 散光導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微生物生化轉(zhuǎn)化全過程強(qiáng)化；提出了通過外接電阻控制陽極 電勢誘導(dǎo)和調(diào)控生物膜結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了質(zhì)子傳輸，大幅提升了微生物燃料電池性能。

本發(fā)明公開了一種中溫太陽能?空氣能耦合系統(tǒng)，包括中溫太陽能集熱裝置、空氣源熱泵機(jī)組、中溫水箱、低溫水箱、吸收式制冷機(jī)組、燃?xì)鉅t，通過三進(jìn)一出換向閥和一進(jìn)三出換向閥，可以切換太陽能供暖、太陽能制冷、太陽能供熱水、燃?xì)夤┡⑷細(xì)庵评洹⑷細(xì)夤崴⒖諝庠礋岜弥评洹⒖諝庠礋岜霉┡⒖諝庠礋岜霉崴冗\(yùn)行模式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行成本低，穩(wěn)定可靠，節(jié)能效益顯著。

本發(fā)明公開了一種高速電主軸力-熱耦合建模方法，包括：分別 獲取軸承與主軸待結(jié)合的表面、以及主軸與軸承待結(jié)合的表面的工程 參數(shù)，并利用分形接觸理論以及赫茲接觸理論計(jì)算軸承與主軸之間結(jié) 合面的剛度和熱傳遞系數(shù)與接觸壓力和接觸間隙的映射模型，根據(jù)軸 承的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)并使用軸承力學(xué)模型和軸承熱學(xué)模型獲得軸 承負(fù)載和溫度與剛度、軸承外圈接觸熱阻、軸承內(nèi)圈接觸熱阻和發(fā)熱 功率之間的映射模型，計(jì)算主軸的電機(jī)熱源，計(jì)算主軸各表面散熱系 數(shù)，根據(jù)主軸的結(jié)構(gòu)和上述結(jié)果構(gòu)建有限元模型，讀取主軸的運(yùn)行參 數(shù)，用有限元模型對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行處理。本方法能降低現(xiàn)有方法中結(jié) 合面所引起誤差、模型結(jié)合面及軸承力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)不更新導(dǎo)致的誤 差。 

隨著人類對自然科學(xué)認(rèn)識的不斷深入以及現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是凝膠等軟物質(zhì)的應(yīng)用、鋰電池、燃料電池等技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到力熱與化學(xué)作用之間也存在著不可忽略的耦合作用。本成果完成人通過引入化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度，基于非平衡態(tài)熱力學(xué)建立了一套適用于描述可變形固體材料質(zhì)量傳遞、熱傳導(dǎo)以及化學(xué)反應(yīng)耦合問題的力-熱-化連續(xù)介質(zhì)理論框架，該理論適用范圍寬廣，針對包含化學(xué)反應(yīng)的各演化過程有相應(yīng)的耦合動(dòng)力學(xué)控制方程。針對所建立力-熱-化多

本發(fā)明公開了一種高速電主軸力-熱耦合建模方法，包括：分別獲取軸承與主軸待結(jié)合的表面、以及主軸與軸承待結(jié)合的表面的工程參數(shù)，并利用分形接觸理論以及赫茲接觸理論計(jì)算軸承與主軸之間結(jié)合面的剛度和熱傳遞系數(shù)與接觸壓力和接觸間隙的映射模型，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)并使用軸承力學(xué)模型和軸承熱學(xué)模型獲得軸承負(fù)載和溫度與剛度、軸承外圈接觸熱阻、軸承內(nèi)圈接觸熱阻和發(fā)熱功率之間的映射模型，計(jì)算主軸的電機(jī)熱源，計(jì)算主軸各表面散熱系數(shù)，根據(jù)主軸的結(jié)構(gòu)和上述結(jié)果構(gòu)建有限元模型，讀取主軸的運(yùn)行參數(shù)，用有限元模型對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)

通過非飽和帶入滲井（注水井）進(jìn)行人工補(bǔ)給，是含水層人工補(bǔ)給的重要方法之一。該方法主要適用于潛水面埋藏較深或地表覆蓋不利于人工補(bǔ)給的場地。預(yù)測人工補(bǔ)給過程中非飽和-飽和帶水流的響應(yīng)、計(jì)算含水層的補(bǔ)給量是評價(jià)及設(shè)計(jì)人工補(bǔ)給方案的重要指標(biāo)，傳統(tǒng)定量評價(jià)模型僅適用于飽和帶注水井流問題，缺少非飽和帶井流模型。因此，采用傳統(tǒng)模型評估考慮非飽和帶入滲井方式的人工補(bǔ)給方案時(shí)會(huì)引起較大誤差。 這項(xiàng)研究利用解析方法，開發(fā)了非飽和-飽和水流耦合的解析模型，用于評價(jià)非飽和帶入滲井引起的非飽和-飽和水流過程，計(jì)算含水層的補(bǔ)給量。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非飽和帶的儲(chǔ)水性對人工補(bǔ)給的效率有較大影響：儲(chǔ)水性小的非飽和帶在補(bǔ)給過程中水流可以很快達(dá)到穩(wěn)定，注入井中的水流可以很快到達(dá)飽和帶，且大部分都可以存儲(chǔ)于飽和帶中，有利于人工補(bǔ)給；反之，則不利于采用非飽和帶入滲井的方式進(jìn)行人工補(bǔ)給。同時(shí)，揭示井的結(jié)構(gòu)和含水介質(zhì)的各向異性僅會(huì)影響初期的飽和帶補(bǔ)給量，不影響后期穩(wěn)定的補(bǔ)給量。傳統(tǒng)模型由于未考慮非飽和帶的儲(chǔ)水性質(zhì)，會(huì)過高估計(jì)飽和帶的補(bǔ)給量。該解析模型為人工補(bǔ)給定量評價(jià)提供了重要的工具。

關(guān)于舉辦第十四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的通知

本實(shí)用新型公開了一種基于陰極電勢調(diào)控的生物電化學(xué)耦合上流式厭氧生物反應(yīng)裝置。該裝置中，上流式厭氧生物反應(yīng)器污泥層中設(shè)置環(huán)形電極，生物電極系統(tǒng)為所述的上流式厭氧生物反應(yīng)器筒體內(nèi)陰極附近的微生物提供能量較高的電子用于污染物的降解。參比電極通過緊固螺栓固定于生物陰極附近，并通過導(dǎo)線與在線檢測儀和計(jì)算機(jī)連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測耦合反應(yīng)器生物陰極的陰極電勢。可根據(jù)不同污染物降解所需的吉布斯自由能通過能斯特方程計(jì)算反應(yīng)所需的電勢差，并通過調(diào)節(jié)生物電化學(xué)系統(tǒng)的外加電壓將陰極電勢控制在略低于所需電勢差的范圍內(nèi)，達(dá)到低能耗，高效率地降解氯代硝基苯等難降解有機(jī)污染物的目的。