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[成果] 1400170191 河南
P338 基础研究 [工程和技术研究与试验发展, 水资源管理] 公布年份:2013
成果简介:“中长期水文预报与河流洪水资源优化利用研究”,属于水利工程学科中水利、环境和公共设施管理业研究范畴。该项目通过广泛调查和深入研究,提出了中长期水文预报物理因子识别与筛选方法,以及挑选因子的统计考察方法;提出了定量分析与定性评价相结合的可拓聚类预测模型;构建了中长期水文预报可公度网络结构图,并进行了实例研究;结合预报目标和影响因子的特点,研究提出了区域水旱灾害长期趋势预测方法、中长期径流关联规则模式提取和预测方法以及定性定量嵌套的多因子神经网络预报模型等;基于中长期水文预报成果,研究了河流洪水资源利用中的效益分析方法和风险规避措施,构建了一种适合于洪水资源本身特点的功能与需求耦合的效益识别方法,建立了平原地区河流洪水资源利用的风险因子识别全景树;以洪水资源利用的社会效益、经济效益和生态效益为目标,建立了河流洪水资源优化利用模型。该课题属于应用基础类研究成果,其研究成果可广泛推广应用。该项目的研究为中长期水文预报理论方法研究提供了新的思路,为河流洪水资源利用研究奠定了科学的基础,研究成果可以应用于相关行业,具有重大的理论意义与应用价值。研究成果成功地在《河南省水资源综合规划》、《郑州市节水型社会建设规划》、《郑州市雨洪水资源利用预案》、《郑州市十二五节水型社会建设规划》、《湖北省漳河水库灌区节约用水规划》、《湖北省荆门市用水定额编制方案》、《湖北省漳河水库灌区初始水权分配方案》等实际工作中进行了应用,预期可以产生较大的社会效益、经济效益和环境效益。另外,可通过发表学术论文、参加学术会议交流,通过举办培训和讲座,培训一批能掌握和运用该研究成果的技术人员。
[成果] 1400190081 河南
TH38 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造] 公布年份:2013
成果简介:脉冲液体射流泵技术在水利水电工程、煤炭开采工程、化工与环境工程、核动力工程和航天航空工程等领域中应用广泛,与恒定射流泵相比,具有水力损失小、效率高等优点。近几年工程应用对脉冲液体射流泵的关键技术提出了更高的要求,而现有的理论方法、技术体系与之不相适应。该项目自2004年以来,结合国家自然科学基金、水利部公益性行业科研专项经费项目等对此进行了持续研究,研究成果使中国脉冲射流泵技术在理论上取得了突破性进展,并推广应用到国民经济多个部门行业。主要技术内容包括脉冲液体射流泵基本性能理论、装置效率与最优参数理论、装置性能理论和试验研究四个方面:1.基本性能研究。推导了脉冲液体射流泵基本性能方程及其方程中有关计算参数的表达式;运用能量平衡分析法,导出了泵内主要流动部件能量转换的表达式;揭示了脉冲液体射流泵内流动规律和传能传质的机理,脉冲射流是提高射流泵效率的有效途径。建立了脉冲液体射流泵基本性能方程的计算模型,得到了基本方程的简化式,为工程应用提供了依据。2、装置效率与最优参数研究。分析了脉冲液体射流泵装置型式与效率之间的关系,建立了不同装置型式下的脉冲液体射流泵效率方程;研究了最优参数与脉冲频率之间的关系,推导了不同装置型式下脉冲液体射流泵效率顶点曲线方程;建立了脉冲液体射流泵最优参数数学模型,确定了最高装置效率、最优参数值以及对应的最优脉冲频率,为射流泵优化设计和运行管理提供理论依据。3.装置性能理论研究。建立了不同装置下的脉冲液体射流装置性能方程,构建了确定脉冲液体射流泵装置运行工况特性方程组,编制了计算程序;提出了脉冲液体射流泵装置优化设计方法。4.设计理论与试验研究。根据脉冲液体射流泵基本性能方程、最优参数方程和装置性能方程,提出了脉冲液体射流泵及其装置设计方法,开展了相应的工程应用和试验研究,验证了脉冲液体射流泵技术理论。脉冲液体射流泵效率提高5%~10%,装置效率提高5%左右。项目研究成果已获得实用新型专利1项,公示发明专利1项;出版专著1部,论文35篇;获河南省教育厅一等奖2项,河南省自然科学优秀学术论文和著作奖5项。近几年来,项目取得的研究成果已经在黄河河道清淤工程、陆浑水库清淤工程、山东田山泵站前池和进水池清淤工程、煤层气开采工程以及煤矿抢险救灾中得到了广泛应用,取得了显著的社会和生态效益,创造经济效益1亿多元。
[成果] 1400190932 河南
TG335 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2013
成果简介:1.科学技术领域:该项目属于机械制造科学技术领域,环形零件的制造科学工艺与技术。2.立项背景:环件轧制是借助于轧环机,通过对环形预制坯零件的连续轧制,使环件产生截面尺寸减小、直径扩大、截面轮廓成形的一种塑性加工工艺。具有优质、环保、高效、经济等优势。环件径向轧制属于特种轧制方法。环件径向轧制变形的动力学规律十分复杂,变形过程具有三维、连续渐变、局部成形、非线性、非稳态、非对称、多道次等特点,非稳态因素导致环件轧制过程的稳定性问题,环件圆度降低,产品质量下降。环件径向轧制的非稳态因素难于消除,研究环件轧制的动力学过程,分析影响环件轧制过程稳定性的因素,建立环件径向轧制非线性系统动力学模型,可以为开展环件轧制控制理论与方法研究打下基础,为实现环件精密轧制创造条件。3.主要内容:项目主要内容是研究环件轧制动力学研究:通过环件轧制理论分析与系统建模、MATLAB系统仿真、ABAQUS显式动力有限元计算模拟、实验等手段,深入研究环件径向轧制的动力学规律。研究环件偏摆振动与轧辊径向振动现象,分析影响环件径向轧制动力学的因素,研究环件在垂直轴线平面的偏摆机理,建立环件偏摆振动与轧辊径向振动的动力学模型。提出环件轧制过程稳定性评价方法;研究轧辊径向振动规律,分析环件径向轧制系统参数对系统振动的影响。4.特点项目的特点在于:1)提出了环件径向轧制稳定性评价方法。提出了产生偏摆振动的自激振动机制。建立了环件偏摆振动的动力学模型。2)分析了塑性铰动态变化规律及其对环件偏摆振动的影响。3)建立了进给速度与瞬时压下量、局部壁厚等之间的非线性关系式,建立了轧辊径向振动运动学、动力学模型。揭示了系统参数的影响规律。4)首次将系统刚度、阻尼引入环件径向轧制有限元分析过程,验证了质量、阻尼、刚度、材料屈服强度对环件轧制动力学系统的影响。为开展环件轧制控制理论与方法研究打下了基础,为实现环件精密轧制创造了条件。5.应用范围:项目成果可以应用于各种环套类零件毛坯的生产,改善环件轧制过程稳定性,节约原材料与加工成本,改善生产环境,提高环件轧制的工艺水平,提高工艺使用范围,扩大应用领域,提高社会与经济效益。应用于车辆、发电、石化、船舶、航空、航天、火箭等制造业领域,生产轴承环、齿轮环、燃气轮机环、集电环、法兰、加强环等各类无缝环形零件。6.推广情况:项目成果在郑州煤矿机械集团有限公司、河南金马重型机械有限责任公司等单位使用表明,能够大大提高产品质量与经济效益,增收节支近3000万元。
[成果] 1400170593 河南
TV143 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2013
成果简介:黄河是世界上最复杂、最难治理的河流之一。高含沙量是黄河显著特点,也是引发频繁灾害的原因之一。针对黄河含沙量高、变幅大、至今没有一套快速准确的含沙量实时检测系统等实际问题,该项目组自2006年开始自主开展黄河含沙量检测的研发工作,2008年后相继得到4个项目的资助。经过多年攻关,在黄河含沙量检测方法、多传感器数据融合处理和测量系统的配套技术等方面取得了重要成果,研发的黄河含沙量在线检测系统解决了黄河含沙量的实时精确检测问题。1.主要技术内容(1)首次引入电容式差压方法检测黄河含沙量,研究了电容差压测量含沙量技术及电容差压传感器软硬件设计配套技术等,研制出基于电容差压技术的含沙量传感器,为解决黄河含沙量检测难题提供了一种新的方法。(2)提出多量程含沙量检测技术,分高低含沙量程进行检测,满足了黄河含沙量高、变幅宽的量测要求,解决了黄河含沙量实际测量的难题。(3)深入研究和探讨了影响黄河含沙量检测的因素,提出将水体温度、流速、测点深度作为黄河含沙量检测的主要环境影响参数。(4)设计了一套基于PLC(ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器)的含沙量自动化检测系统,可在现场通过触摸屏进行显示和操作。(5)建立了含沙量检测与水温、水深、流速的关联模型,研究了多传感器数据融合方法,提高了检测精度和稳定性,避免了单一设备检测的局限性。(6)建立了基于组态监控软件的含沙量信息系统,可以对含沙量、温度、深度和流速等进行实时在线监测、存储和传输,以仿真界面的形式直观地、实时地显示自动监测系统运行的工作状态,并可对黄河含沙量进行时空分析和预测等。2.授权的知识产权情况获得了1项国家发明专利和1项实用新型专利。3.技术经济指标本成果整体测量的相对误差在3%的范围内,满足工程测量要求。测量含沙量的量程在0kg/m3~500kg/m3;传感器倾斜度≤34°;测点水流速度≤0.4m/s;水温范围:0℃~45℃;测点深度30m。与同类产品相比,该成果量程宽、稳定性好,较适合黄河流域库区含沙量检测。4.应用推广及效益情况:该成果应用于黄委会黄河水利科学研究院、河南省人民胜利渠管理局、河南中原黄河工程有限公司等单位的科研、生产管理和设计施工中,直接经济效益达3420万元。该成果对黄河水沙输移规律研究、治黄实践、黄河大堤积淤固堤工程、水利水电施工和灌区的科学决策具有重要意义。该项目的研究成果经省级鉴定,专家一致认为该成果在同类研究中达到国内领先水平。发表相关论文14篇,其中EI收录5篇;获河南省教育厅科技进步奖1项,河南省自然科学优秀论文奖6项;培养硕博士研究生10名,本科生45名。
[成果] 1400170660 河南
[TM617, TQ172.625.9] 应用技术 [工程技术与规划管理, 公共软件服务] 公布年份:2013
成果简介:工业窑炉是能源消耗大户,生产过程产生大量的低温余热,其品位低、介质复杂、易腐蚀磨损。因国内一直无成熟的余热利用技术及装备,无法被有效利用。以水泥行业为例,年消耗2亿多吨原煤,1600亿度电,即使最先进的干法工艺仍有约占系统能耗35%的低温余热被白白排放,有效利用余热意义重大。余热发电是余热利用最主要的发展方向之一。为满足节能减排新技术与装备设计研发需要,项目单位在国家863计划和节能减排产业化的支持下,针对水泥线纯低温双压余热发电系统设计方法和技术推广应用的关键技术,历时3年开展科研攻关。该项目属于循环经济与节能减排的余热发电技术领域。项目所独创的水泥线低温余热发电系统热平衡和阻力设计理论与方法和研发的可视化设计软件,对推动水泥、钢铁等高耗能行业低温余热高效利用具有重要意义,是解决水泥线纯低温余热梯级利用发电关键系统设计和推广技术问题的理论基础和关键技术。该项目研究成果对水泥企业减排增效、节能降耗、余热利用技术改造具有重要的指导作用,为水泥工艺系统中低温余热高效回收发电的系统设计方法、设计原理和技术推广提供了理论依据和软件技术支持。该项目针对水泥工艺和发电工艺特点,经多年的产学研攻关,独创了窑头篦冷机内部阻力及烟气热平衡计算方法,创立了烟气流量反推计算方法,建立了窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉热力计算方法,建立了系统烟风阻力计算方法,研制了水泥线纯低温双压余热发电系统热平衡和阻力计算可视化软件。经查新证明,国内尚无相关研究,填补了国内空白。项目已获得河南省教育厅科技成果一等奖1项和中国机械工程学会节能及绿色工业科研成果一等奖1项,获得国家计算机软件著作权1项,发表论文10篇,SCI1篇,开发设计系列软件。培养了一批废气低温低质余热发电技术研发高级人才。项目研究成果效益显著,效益包括研发单位直接经济效益、企业余热发电等间接经济效益、社会效益和生态效益。仅以5000t/d水泥窑配套9MW机组,年发电量可达6000万度,能满足水泥窑1/3用电量,年节省标准煤2.09万吨,减排6万吨C0<,2>,减排700吨S0<,2>。如全国干法水泥窑均采用该项技术,年发电量相当于两个葛洲坝电站,可节省标准煤1136万吨,减排3261万吨C0<,2>,减排38万吨S0<,2>。双压余热发电技术具有显著的经济和社会效益,同时可以推广到钢铁、硅冶炼、石灰窑和玻璃等行业,市场前景十分广阔。经用户使用后评价:技术成熟可靠,各项性能指标先进有利于提高余热回收发电,运行良好。经专家鉴定:该项目建立了水泥线低温余热双压发电技术的热平衡与烟风阻力设计的理论模型和计算方法,并开发了相应的计算软件,在工业窑炉节能减排技术应用方面具有重要意义。该项目在水泥线低温余热梯级利用技术设计方法及设计软件开发方面有创新,达到国内同类研究领先水平。
[成果] 1400470646 河南
P224.2 基础研究 测绘服务 公布年份:2013
成果简介:该项目的主要内容:对全站仪中间法三角高程测量在特殊环境下的运用进行了一系列的研究,主要包括:测量精度分析及可行性研究、近地面垂直角观测照准误差实验研究、近地面大气折光实验研究、观测方法验证与可靠性分析,最终为作业单位在各种环境下实施全站仪中间法高程测量,提供可靠完整的技术方案。该项目的主要成果有:1.推导出了使用方便的中间法三角高程测量精度估算公式;2.推导出了全站仪中间法三角高程测量代替水准测量的重要观测条件;3.通过实验总结出近地面垂直角观测误差和大气垂直折光的规律;4.大量实测结果表明,使用5″级性能良好的全站仪进行中间法三角高程测量,也可以代替二等水准测量;5.首次在城市、山区应用全站仪中间法实施高精度高程测量;6.制订了全站仪中间法三角高程测量的观测技术指标。该研究成果大大地提高了精密高程测量的作业效率(4倍以上)。理论分析和实验研究表明:使用5″级以上性能良好的全站仪进行中间法三角高程测量,在满足一定的观测条件下,能够代替二等水准测量。必要的条件:照准棱镜高度要固定不变和偶数站观测。重要的条件:每测站必须满足该项目制订的技术要求,如代替二等水准测量的技术要求:视距≤350m、视距差≤10m、视线高≥1m、测站观测高差互差4mm、5mm、6mm(视距为200m、300m、400m时)。一般的条件:仪器高在1.7m(对于城市)以上,棱镜高在2.0m以上,并借助脚架和圆水准器将单杆棱镜立直立稳,棱镜必须配备觇板以便照准。通过大量的观测实验,制订出全站仪快速高精度高程测量的实施方案及技术指标,总结出具体的观测注意事项。全站仪中间法高程测量不需仪器对中,不量仪器高、觇标高,不需测温度和气压,观测视线比水准测量视线高,受地形、地貌和人、车的影响小,每测站的距离远远大于水准测量,能显著提高作业速度;在城市、山区等特殊环境也能代替精密(二等)水准测量。该法显著提高作业速度(3倍以上);作业组减少2人(不需人用测绳量距),可提高经济效益4倍以上。该研究成果对今后高精度高程控制网的建立及其复测提供了一个切实可行的高效的实施方案。该研究成果填补了测距三角高程测量在城市、山区等特殊环境中应用的空白,可能对未来高程测量方法带来根本性的变革。今后要与中国测绘科学研究所和标准化研究所联系,促使高程测量有关规范修改,使全站仪中间法三角高程测量成为精密高程测量的主要方法。
[成果] 1400170340 河南
TN915.05 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2013
成果简介:该项目属于计算机科学与技术学科的计算机网络与通信及其应用研究。随着信息网络多媒体业务的兴起,三网融合等的提出,路由交换设备交换结构对服务质量支持的问题再次受到关注,如何实现具有QoS保证的交换技术也得到了学术界和产业界的广泛重视。而当前的交换结构和调度算法的研究主要集中在提高吞吐率,降低时延等方面。随着不同应用的增加,将来的交换结构必须能够考虑到对更加丰富的QoS保证的支持。项目旨在解决交换结构对更加丰富的QoS支持的问题。课题考虑交换结构及实现机制方面缺乏QoS保证的缺陷,首次将标识的概念引入交换结构,基于标识和带缓存交叉开关交换单元研究了交换技术的QoS保障问题。主要技术内容1.将标识的概念引入交换结构,提出了基于标识的交换。基于标识的交换避免了对数据包的深度解析,以业务类为单位管理网络数据流,能对不同的业务类进行感知识别。2.提出了一种基于标识支持区分QoS的CICQ调度机制。基于CICQ交换结构设计出支持区分服务的DS-CICQ交换结构,在DS-CICQ交换结构基础上,提出一种基于标识支持区分QoS的分布式动态双轮询ID-DDRR调度算法。为不同的业务类别提供公平的、保障QoS的传输服务。3.提出了一种新型的PSVIOQ-CICQ解决方案。采用在输出缓存引入VIQ队列结构的办法保证信元的传输顺序,基于此设计负载均衡器和分组整合器的调度算法,能够为不同服务需求的的业务提供QoS支持。4.提出了一种基于标识支持区分QoS的PSCICQ解决方案。设计了一种新型的PSCICQ体系结构,提出了一种基于标识支持区分QoS的PPS调度机制,在汇聚模块设置少量缓存采用双指针轮询算法DPRR实现区分QoS保障,保证了交换对高层不同业务类的有效支持。5.提出了基于效用函数支持QoS的交换结构性能评价模型。给出了业务流的时延效用函数,提出了一种新型的性能评价模型--基于时延的效用函数评价模型,并且将该模型进行扩展,提出了双指标评价模型,使评价更具综合性、直观性和实用性。应用推广情况:项目成果突破交换结构及实现机制方面缺乏QoS保证的缺陷,能够满足大容量和对多种网络业务提供良好的QoS保障,具有广阔的应用前景。该成果分别在河南省工业和信息化厅、河南农业大学信息中心,郑州轻工业学院网络中心等单位进行了应用。项目中提出的研究成果不仅有利于充分利用现有网络资源、提供更好的网络服务和节约网络建设成本,而且将会对高性能路由交换系统的发展与应用起到积极的促进作用,具有重要的理论意义和应用价值。同时,在该研究成果的基础上,发表论文16篇,其中EI收录8篇,4篇为EI收录期刊源,培养研究生6名。
[成果] 1400170656 河南
S727.24 基础研究 [农业科学研究与试验发展, 农业服务业] 公布年份:2013
成果简介:《基于GIS技术的农田防护林空间配置研究》是华北水利水电学院高层次人才资助项目,农田防护林空间配置研究,一直是农田防护林研究的重点,该项目在以现有农田防护林的生长规律研究及林带现状分析的基础上,利用地理信息系统(GIS)对研究区的农田防护林的进行了优化的空间配置进行研究。一主要的技术内容:(1)农田防护林主要树种杨树农田防护林生长模型的研究。利用MATLAB6.5及最小二乘原理进行编程,采用经典的生长理论方程Logistic方程Richards方程、单分子式(Mitscherlich)方程对平均胸径(D)、平均高(H)、优势高(H)、平均材积(V)进行曲线拟合,利用拟合结果进行立地指数表的编制及成熟龄的确定,从而确定研究区防护林带的防护成熟龄为8-12年,经济成熟龄为15年,数量成熟龄为18年,更新龄确定为15-18年。同时将蓄积量作为林龄(t)和地位指数(SI)和密度(N)的函数,利用研究区农田防护林样地,拟合了研究区防护林带的可变密度的全林分蓄积生长模型,为研究区蓄积量的预估打下基础。(2)基于GIS的农田防护林空间优化配置方法的研究。在分析农田防护林优化配置理论的基础上,选取林带成林高、林带达防护成熟时平均单株材积、林带宽、带间距、透风系数、风速削弱系数、林带平均单株营养面积、株行距等配置指标,利用GIS空间分析技术,对研究区的农田防护林的空间配置进行研究,将林网分成三级或四级配置,采取五种不同配置方案,并分别统计出不同级别林网配置后的面积和森林覆盖率,(3)基于GIS的农田防护林配置信息系统的研建。采用集成二次开发技术,建立了研究区的农田防护林空间配置信息系统,除具有基本的数据操作、编辑、查询、空间分析、图形的输出等功能外,还具有林网格网的生成功能、不同宽度的缓冲区生成功能且集成了蓄积量预测模型。二应用推广及效益情况:该项目部分成果在示范区进行小面积的推广应用,不但提高了粮食产量,提供木材等林产品,提高了经济效益;同时又改善了农田的小气候、土壤、水文等条件,防止自然灾害的发生,在一定程度上保证了粮食安全,产生了显著的社会效益和生态效益。
[成果] 1400170661 河南
TM743 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电力生产] 公布年份:2013
成果简介:电力作为国民经济的支柱产业,改革开放以来得到了飞速发展。但近几年来,我国发电企业出现了亏损局面,原因在于:一方面是煤炭价格的攀升,导致发电燃料成本上升,另一方面是我国火电厂平均供电煤耗高,增加了机组的运行成本。因此,发电企业想要改变目前的运营状况,必须采取切实可行的节能技术和优化控制措施,降低能耗,提高发电利润。而火电厂热工过程是复杂的热力过程,具有多变量与多回路的特点,并且各变量之间相互交叉影响,基于现场数据对热工被控对象进行建模以及监控策略研究有一定的困难,迫切需要更好和更有效的利用过程动态信息和更能充分利用统计信息辨识出动态模型和对热工过程进行监控的新方法。主要技术内容:(1)通过主元分析与多变量统计监测计算,得到了在复杂的热工过程中对主要被控变量影响较大的主导因素;利用神经网络的建模方法建立了主要热工对象--汽包压力、汽包水位、主汽压力、主汽温度和再热汽温等在机组不同运行工况以及不同的主导因素扰动下的动态模型,并利用模糊控制等控制方法对热工控制系统进行了控制策略方面的研究;(2)建立了电厂运行能耗在线计算模型以及对标基准模型,分析随着入炉煤质和机组负荷的变化,锅炉效率、热耗率以及厂用电率的对标基准,确定出随机组运行工况变化的煤耗率基准值。并通过机组节能潜力模型,分析和计算机组的节能潜力,为机组优化运行提供理论依据。利用模糊综合评判方法建立电厂指标考核体系,提出了基于火电厂运行各小指标的综合评价办法;计算各小指标的权重和得分,实现电厂运行值间的运行效果评比,促进发电企业的节能降耗。(3)建立了火电机组能耗-供电成本-利润模型以及供电燃料成本敏感性模型。分析能耗指标变化对供电成本影响;分析了运行火电机组成本、利润的各项因素,并通过电厂成本-利润模型,结合电厂实际数据,计算煤炭价格、供电标准煤耗率变化时发电成本和电厂利润的变化大小,得出了火电企业降低运行成本、提高发电利润的有效途径。(4)基于电厂运行数据,开发电厂在线监测系统,实时显示机组的主要能耗指标;计算运行参数偏离其基准值时热耗和煤耗的变化大小;并通过机组运行考核体系,实现运行值间的评比;对电厂运行成本及利润进行实时显示。推广应用及效益情况:基于现代大型火力发电机组现有的数据采集系统,利用电厂数据库中海量的运行数据和已知的控制系统控制方式,对机组运行过程进行深入分析,建立热工对象动态模型并进行控制策略研究,提高了电力公司机组控制水平和机组的运行经济性。该系统的推广应用为企业带来显著的经济效益和环境效益,降低了发电成本,实现了火电机组的节能降耗。培养了12名硕士研究生,发表学术论文13篇。
[成果] 1400211439 河南
[TU746.3, TU352.12] 应用技术 [工程技术与规划管理, 土木工程建筑] 公布年份:2012
成果简介:在中国大规模的旧城改造和新城扩建过程中,经常遇到一些与新规划冲突的文物建筑。由于这些建筑具有历史或文化方面的特殊意义,若将其拆除,会造成难以估量的损失;但若保留这些建筑又难免会使科学的、现代的规划方案无法实施。该项目的目的就是利用建筑物整体移位技术使文物建筑改变位置得以保留,同时利用基础隔震技术提高其抗震性能。要实现上述目的需解决下列技术问题:1)对移位工程中最主要的构件-托换结构,缺乏系统的、具体的设计计算理论;2)文物建筑材料强度低、整体性差,缺乏针对该特点的移位施工方法;3)文物建筑的抗震性能与现行抗震规范要求有一定差距,建筑可靠度降低,需要加固。但文物建筑的建筑材料和构件连接方式与现代建筑差别较大,采用传统的上部结构加固方法不仅有困难而且过多的上部结构加固会破坏文物建筑的文化和艺术价值,所以迫切需要从技术上研究出适合文物建筑特点的加固方法。该项目总体思路分析、研究并从理论和实践两方面解决以上问题,建立较完善的文物建筑整体移位、基础隔震加固方面的设计理论和施工方法。具体技术方案如下(1)在分析大量工程资料和试验研究的基础上,建立托换结构-钢筋混凝土墙托换加固体系和设置焊接矩形环筋的钢筋混凝土柱托换加固体系的计算模型和实用设计方法。(2)结合文物建筑的结构特点,系统研究建筑物整体移位工程的关键环节-移位轨道与基础设计、行走装置和施力机构的设计与施工、及就位连接等,并提出相关环节的设计方法、施工技术、构造要求及质量控制技术措施。(3)利用基础隔震技术对建筑物进行加固改造。针对文物建筑隔震加固施工难度大的特点,系统总结基础隔震加固的设计流程和设计要点,对隔震装置的植入施工技术和构造措施进行了研究。(4)针对建筑物整体移位工程的特点,考虑利用移位装置-滚轴进行建筑物隔震加固,从而简化施工程序,降低施工成本。(5)利用建筑物上部的水箱间、设备间或屋顶作为调谐质量,结合基础隔震-叠层橡胶垫隔震支座隔震,采取混合被动控制来提高建筑物的抗震性能。(6)通过两个文物建筑整体移位和基础隔震加固的应用实例来介绍上述理论的应用。该项目成果已经在河南省孟州市移楼工程有限公司、浙江宝业建设集团有限公司和河南鼎久建筑工程有限公司等进行了应用,在2008-2010年共增收节支总额近千万元。随着中国经济的快速发展、城市化建设进程的推进和文物保护意识的提高,研究成果将不断深入,工程实例的规模及复杂程度也不断增加,设计理论及施工技术日趋丰富合理,已基本具备推广应用的技术条件。该项目研究成果在城市规划、旧城改造、文物建筑加固及古建筑保护等领域有广阔的应用前景,随着成果推广进一步深入,将会带来显著的经济效益、社会效益和环境效益。
[成果] 1400211441 河南
TV732.4 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 工程技术与规划管理] 公布年份:2012
成果简介:能源问题已成为全球面临的主要问题之一,其中电能是生产、生活中的一种重要的能源,其供应情况日益紧张。尽管有热力发电、核能、水力发电等方式来提供电能,从资源消耗和生态环保的角度来看,水力发电更受青睐。随着世界各国水电事业的迅猛发展,大批大型水电工程的兴建和新型钢材的利用,使得水电工程结构的重要组成部分-输水压力管道的规模日益巨型化,管道的刚度相对越来越柔,厚度相对越来越薄,成为典型的薄壳结构。这种薄壳结构在外压作用下,经常会发生失稳破坏,导致停工、停产、延误工期,从而造成重大经济损失。其主要原因表现在对失稳机理的研究不够透彻,致使设计理论与方法不能完全满足工程需要。基于此,该研究在河南省自然科学基金(编号0611010700)和华北水利水电学院高层次人才基金(200706)的资助下,通过模型试验、理论分析及计算模拟等手段方面开展工作,研究了水电工程压力管道在外压作用下的失稳破坏机理,为工程实践提供分析设计方法和理论依据。该研究数学物理模型上采用非线性壳体理论,数值方法上采用无单元技术,并开展模型试验研究,经过两年多的努力,取得了以下创新成果(1)在物理模型方面,在将混凝土与钢管间的缝隙转化成薄壳的初始几何缺陷,研究了压力管道失稳破坏的机理,创建了缺陷加肋压力钢管稳定性分析的数学物理模型。(2)在数值方法方面,提出了新型的无单元计算方法,在无单元法的场函数的构造、影响域、高精度积分方面作出改进,应用改进的无单元法,来研究带缺陷加肋壳体失稳机理,拓宽了无单元法的应用领域。(3)在实验方面,创新了稳定性实验的加载技术及测试技术,设计出压力管道稳定性分析的实验方案,成功的考证了完善管壳与缺陷管壳的失稳机理,验证了该项目提出的计算模型、计算理论和计算方法的正确性,同时也证明了传统方法的局限性。该研究发表核心学术期刊论文5篇,部分成果以应用到国内一些待建和已建压力管道的设计和安全评价中去,产生了显著的社会效益和经济效益,具有重要的理论意义和应用价值。
[成果] gkls130067
TV213.4 应用技术 公布年份:2011
成果简介:“相对丰水区域水资源可持续利用与多属性决策研究”项目针对相对丰水区域水资源、社会、环境、生态系统现状、演变规律以及各子系统间相互影响、作用机理,分析和预测区域在不同时空下的社会—水资源—环境—生态系统的可持续利用状况,弄清有限水资源现状和远期支持社会、环境、生态的能力,以及环境、生态条件对水资源的影响,为区域水资源优化配置、合理开发、有效保护、高效利用、综合治理、可持续利用等提供科学依据。 主要技术性能指标有: 1)在系统分析现代水资源可持续规划的目标、任务和原则的基础上,提出基于可持续利用的现代水资源规划决策模型,模型以经济效益、社会效益和生态效益三者总效益最大为决策目标,分析提出相对丰水区域水资源可持续利用规划决策方案,预测不同规划水平年的生活需水、生产需水、生态需水。 2)构建基于WSEH(水资源系统—社会经济系统—生态环境系统—综合协调性系统)的丰水区域水资源可持续利用程度综合评价指标体系,利用自组织竞争神经网络模型和投影寻踪分类模型对研究区域水资源可持续利用程度进行评价,得到研究区在不同规划水平年的水资源可持续利用程度,分析预测研究区域在不同规划年水资源可持续利用程度,研究丰水区域水资源维持社会、经济和生态环境持续发展状况。 3)建立基于PGESH(社会—经济—生态—承载力指数—协调指数)的丰水区域水资源承载力研究模型,计算分析研究区域在不同社会发展阶段的承载规模,研究相对丰水区域在不同社会发展水平下不同规划年水资源承载最大人口规模、承载最大经济规模和容纳最大污染物量。同时,分析丰水区域水资源在不同规划年的承载力与系统协调性。 4)构建基于PGEH(承载人口—承载GDP—承载生态环境—系统协调性)的丰水区水资源承载力综合评价指标体系,对TOPSIS模型进行了改进,提出利用垂直距离来代替欧式距离,并应用信息熵的理论对权重客观赋值,利用改进的TOPSIS模型和模糊物元模型对丰水区域水资源承载力进行综合评价,计算分析丰水区域在不同规划年水资源承载状况。 5)针对现代水资源管理中的多属性群决策问题,利用三角模糊数理论来对指标属性为模糊语言形式的指标进行量化,引入广义的导出有序加权平均算子,建立基于GIOWA算子的多属性群决策模型,结合地区节水灌溉项目三人决策实例进行应用,为模糊定性型指标的多属性群决策问题提供可行的方法。 科技文献检索和查新结果表明,本项目研究所取得的成果,不仅在理论与方法上有创新,而且对于水资源规划、评价与决策上具有重要的理论意义和应用价值。
[成果] 1200290092 河南
[X53, S274] 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 环境治理] 公布年份:2011
成果简介:污水灌溉土壤重金属污染机理与防治技术研究是河南省教育厅自然科学研究计划项目。该课题针对水资源利用过程中,利用污水进行农业灌溉对于生态环境安全产生的影响,采取面上综合调查、建立野外实验基地和室内实验、理论基础研究、生产实践对策等综合性研究方法,分别研究了污水灌溉方式和污水灌溉制度研究、污水中有害物质在农田土壤及作物中的运移规律、土壤污染生态风险评估、土壤重金属污染监测方法与预测预警模型的研究、土壤重金属污染生态修复技术研究及评价等,通过系统性研究,建立污水灌溉地区复合污染试验区,分别采取室内试验和室外观测试验的方法,结合理论研究,探索污染物在作物中的积累分布规律,提出合理的污水灌溉模式和土壤重金属污染生态修复技术。研究成果为合理、安全、高效利用污水资源,对制定劣质水灌溉制度、复合污染土壤的修复技术等提供理论依据和技术支撑。
[成果] gkls129911
D631.6 基础研究 公布年份:2011
成果简介:1.课题成果主要能够模拟在紧急情况下,建筑物内部人员疏散过程的计算机仿真模型。该模型基于多智能体和碰撞检测技术,对在紧急状况下的公共场所人员疏散进行数值和图形模拟。课题研究内容包括:  1)工程图CAD文件与模型的接口问题,CAD文件图元的整理;  2)人员体型组成与平面表示方法,人员速度与区域人员密度关系;  3)人员心理活动与人员疏散路径选择,疏散目标分级,建立基于目标的Agent模型;  4)人员疏散驱动算法与碰撞检测算法。  2.课题的主要技术原理和创新点  1)依据疏散空间模型、人员行为模型和疏散环境模型三者的统一,确立了新的疏散空间建模方法,将建筑平面的几何特点将其划分成多个独立的子空间,将这些子空间根据出口的连接情况将其相互连接,将建筑平面划分成一个有向的子空间网络,单个的子空间作为疏散空间和信息存储的基本体,将子空间的几何信息加以存储利用。  2)根据人员移动的视野范围分析,确定了人员在疏散过程中存在短期目标和长期目标,并据此提出了分层目标建模方式,将人员的疏散目标根据不同阶段的周围环境情况实时计算确定,并按照目标的紧迫性对其进行分级,从而确定人员的疏散路径。人员设计成基于目标的Agent体,确定疏散目标的算法作为Agent体与外界交互的接口,实现了环境影响人员行为的疏散驱动算法。  3)在每一个离散的时间步上,根据人员和周围其他人员会发生碰撞的情况和人员体型特点,确定了人员之间碰撞检测的算法,以及离散时间步上人员移动方向和步距大小的算法,得出结论:人员的速度变化是随机的,由碰撞到的人员数量决定。课题对环境人员密度小于5人/平方米的情况进行了讨论。  3.我国城市化进程日益加快,各种紧急疏散情况将越来越多的被重视,疏散模拟将成为设计和评估工作的重要手段,该课题所建立的模型能够模拟建筑物中大量人员安全、快速疏散过程,其仿真应用程序具有广泛的应用前景,能够检验设计方案或应对预案,是一种比较经济可行的人群疏散仿真方法。
[成果] gkls129869
Q948 基础研究 公布年份:2011
成果简介:生态需水量是生态系统赖以生存的环境因子之一,应首先得到满足。然而长期以来,我国在发展社会经济的过程中,对于生态环境的保护和改善,并没有给予足够的重视。人口剧烈增长,水资源短缺日益突出,工业生活用水过多挤占生态环境用水,导致生态环境恶化,危机区域、流域可持续发展,一些生态系统甚至遭到毁灭性破坏。为保护和改善生态环境,生态环境需水的研究成了合理配置区域水资源、保护和改善生态环境的关键研究课题。 生态系统需水量根据需水的空间位置可分为河道内生态需水和河道外(陆地和湿地)生态需水。河道内生态需水包括维持水生生物生存、防止泥沙淤积、防止河流水质污染、防止海水入侵、防止河道断流、湖泊萎缩等所需的最小径流量;河道外生态需水则主要指维持河道外植被群落稳定所需要的水量,主要包括河道外水土保持生态用水、林业生态工程用水、城镇生态用水、非通河道湖泊生态用水、非通河道湿地生态用水和地下水回灌用水。河道内生态需水量发展较为成熟,计算方法理论较多,而河道外生态需水量计算存在问题较多,特别是干旱区河道外生态需水研究较少,因此,本研究在综合分析国内外生态需水研究现状的基础上,阐述生态需水的基本理论、概念、内涵、类型、常用的计算方法等;研究分析了人工植被,包括农田、林地等生态需水量计算方法和天然植被中湿地植被和干旱区植被的生态需水量计算方法。 主要研究内容如下: (1)项目本研究对于河道外生态系统中的人工植被,包括农田、林地等生态需水基本理论,包括概念、内涵、类型、计算方法进行了总结阐述,并分析了每种方法的优缺点、局限性和适用范围。 (2)项目研究阐述了天然植被中湿地的特点和分类、不同湿地生态系统的生态蓄水量内涵,并分析了五种常见类型类湿地(河流湿地、湖泊湿地、海岸湿地、河口海湾湿地、沼泽和草甸湿地等)生态需水量主要组成部分以及各部分的计算方法,为湿地生态需水量计算提供理论基础。 (3)本项目还研究了干旱区天然植物生长与环境因子的关系模型。根据地带性理论对干旱区天然植被生长的环境因子进行了分析。干旱区降水稀少,地下水埋深是影响天然植物生长的主要环境因子。本研究根据生态适宜性理论,利用塔里木盆地随机抽样数据,建立了干旱区几种植物生长与主要环境因子(地下水位埋深)的关系模型—偏态单峰的对数正态分布模型。根据模型得出的结果与额济纳旗调查资料对比表明,模型是合理的。根据模型得到干旱区植物生长的适宜地下水位埋深为2~4m。 推广应用前景与措施 (1)研究了干旱区天然植被生态需水计算方法。基于上述植物生长与主要环境因子的关系模型,利用遥感技术进行的生态分区成果和植物生理需水的现场实验数据,本研究中提出了干旱区天然植被生态需水量计算方法。应用该方法计算了黑河流域下游天然植被的生态需水量为5.313亿m3,该结果与“九五”攻关其他文献所计算的黑河流域额济纳旗生态需水量成果比较后认为,该法的计算成果是可信的、合理的,可以推广应用于干旱区其他地区或流域的生态需水量计算或在制定了干旱区生态保护准则或目标的情况下,预测要实现该目标或准则所需要的生态需水量。 (2)利用研究中提出的理论和方法,第五章结合黑河流域进行了实证研究。通过对黑河流域下游植被生态状况的研究,利用前述生态需水量计算方法,预测了多种生态恢复建设方案的生态需水量。 本项研究成果不仅可以在本项研究的研究区域—黑河流域应用,同时可以推广到类似地区。生态需水量的计算思路、方法,为定量化描述植物生长与地下水位关系提供了一种新的方法和思路,可以推广到西北干旱地区,为河道外生态系统需水量的计算提供参考。 目前,本研究的部分理论研究成果已通过发表学术论文、参加学术会议交流、出版学术著作的形式推广普及,研究成果已被黄委会勘测规划设计研究院应用于水利部重点项目“黑河流域水资源开发利用保护规划”的编制中,取得了显著的经济效益和生态环境效益。下一步将继续采取上述方式,并将加强与各地区、流域水利部门的合作,使该成果继续得以广泛应用,为实现区域或流域水资源支撑社会可持续发展提供决策依据。
[成果] 1300270371 河南
[TV642.3, TV314] 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 工程技术与规划管理] 公布年份:2011
成果简介:该项目采用现代可靠度理论并编制了相应得随机有限元程序系统地分析了故县混凝土重力坝结构可靠度并给出了有益的结论,该项目所采用的理论、方法和程序具有普遍意义,可以用于同类结构的可靠度计算分析,为工程的设计、施工及设计使用年限内的正常运用提供了充足的资料和依据,取得了重大的社会和经济效益。也为这种方法的普及应用提供的有力的佐证,前景甚为可观。
[成果] gkls130087
TH38 应用技术 公布年份:2011
成果简介:1.任务来源 《脉冲液体射流泵及其装置的基本理论与试验研究》是国家自然科学基金资助项目(编号:50379013)。主要对脉冲液体射流泵及其装置的基本理论与数值计算进行较为系统的研究。 2.应用领域和技术原理 射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。脉冲射流已应用到了水利电力工程、热能与动力工程、化工与环境工程、煤炭与石油开采工程、城镇给水排水工程、核动力工程和航空航天工程等实际工程,已发展成为高新技术产业,且形成一门新的学科—喷射技术。本项目研究采用理论研究和试验相结合为主、数值模拟手段为辅的方法进行研究。 3.性能指标 ⑴脉冲液体射流泵基本性能方程推导和数值计算;⑵脉冲液体射流泵装置性能方程推导和数值计算;⑶脉冲液体射流泵装置效率和最优参数方程推导和数值计算;⑷脉冲液体射流泵汽蚀性能方程;⑸脉冲液体射流泵及其装置基本理论的试验研究;⑹脉冲液体射流泵内部流动的PIV试验;⑺脉冲液体射流泵内部流场的数值计算。 4.与国内外同类技术比较 国内外学者主要从两种途径来提高射流泵的效率。一种途径是研制新型结构的射流泵。另一种途径是在相同的射流泵装置上,采用脉冲射流来提高射流泵的效率。 脉冲液体射流泵及其装置的基本性能的研究基本上还处于试验研究阶段,在理论上没有较大的突破,高传昌对某一特定的脉冲液体射流泵及其装置的基本性能进行了理论与试验研究,导出了基本方程,通过了试验验证。所以本课题的研究在国内处于领先地位,并且具有一定的研究基础。 5.成果的创造性、先进性 ⑴推导了脉冲液体射流泵及其装置的基本性能方程、装置效率方程、最优参数方程和脉冲液体射流泵汽蚀性能方程。⑵对脉冲液体射流泵内主要流动部件的能量转换和耗损进行了研究,导出了相应的压力比表达式;建立了脉冲液体射流泵内主要流动部件的能量转换与脉冲频率之间的关系。⑶根据脉冲液体射流泵及其装置的基本性能方程、装置效率方程、最优参数方程和方程中的计算表达式,建立了相应的数学模型,并初步得到了脉冲液体射流泵时均性能方程简化式。⑷运用计算流体动力学对脉冲液体射流泵内部流场模拟计算,证明了脉冲射流泵的效率高于恒定射流泵的效率。⑸建立了脉冲液体射流泵及其装置性能实验台,对脉冲液体射流泵及其装置进行了较系统的试验,验证了理论研究成果。 6.作用意义 《脉冲液体射流泵及其装置的基本理论与试验研究》研究成果,可以应用于煤矿的复矿生产和抢险排水中,使矿山提前恢复生产,争取抢救时间,为国家挽回巨额损失,本项目的研究成果在应用于河北省、辽宁省、湖南省等十几家煤矿突水事故抢险排水中,恢复生产能力700多万吨,为国家挽回经济损失数亿元,并取得了重大的经济效益和社会效益。 7.应用情况及存在的问题 《脉冲液体射流泵及其装置的基本理论与试验研究》研究成果,可在水利水电工程、煤矿与石油开采工程、环境与化工工程、航空与航天工程和核动力工程等实际工程推广应用,特别适用于高温、高压、有毒、放射性介质等恶劣环境工作,具有广泛的应用前景。 本项目虽然脉冲液体射流泵及其装置的基本理论和试验研究方面做了一些工作,但开展此项研究时间不长,很多问题属于探索性内容,可见,研究的结果无疑是不完善的,还有待于进一步的深入探索和研究。
[成果] 1200290015 河南
[U215.5, TP391.9] 应用技术 [公共软件服务, 矿山、冶金、建筑专用设备制造] 公布年份:2011
成果简介:该项研究运用现代数字化设计方法,建立了铺轨机和架桥机仿真模型并开发了相应的软件,为铁路施工设备提供了新的设计方法,并已成功应用于DPG500型铺轨机和DF900型架桥机产品设计,缩短了开发周期,降低了设计成本,提高了产品质量,所设计的产品已投入工程使用。该项研究在利用Pro/E、SolidWorks和ADAMS等软件实现铺轨机、架桥机三维数字化虚拟样机设计及运动学、动力学仿真等方面有创新,达到国际同类研究先进水平。
[成果] 1300270472 河南
TV672.5 应用技术 [工程技术与规划管理, 土木工程建筑] 公布年份:2011
成果简介:以南水北调中线温博段Ⅰ标段倒虹吸为主研对象,通过现场温度测、温控防裂仿真的技术手段,以期优化南水北调中线温博段的渠系建筑物施工期混凝土的温控防裂方法。研究技术路线是基于龄期的混凝土热、力学特性模型,利用混凝土非稳定温度场和应力场的有限单元仿真计算方法。对混凝土施工过程、环境条件变化、表面保温方法、和混凝土材性变化等因素进行细致的数值模拟仿真计算,以期得到与实际情况尽可能一致的解,从而优化施工防裂方案。仿真预测(前馈)-反演辨识-反馈分析这三个步骤是解决开裂问题的最有效经济的途径。换言之,首先根据工程施工混凝土配合比、施工计划、类似工程经验等条件对未施工混凝土进行模拟仿真计算(初步设计),预测混凝土结构的易开裂的部位及其安全度,提出相应的温控防裂方案,并在率先浇筑的混凝土结构内埋设高精度的温度探测器,获取与工程实际相符的温度实测资料,建立数据库,然后通过这些实测数据,采用先进的计算机参数辨识方法反演出课题组所需的各种参数(如绝热温升终值及其规律、导热系数、裸露或者保温情况下混凝土的换热系数),最后利用反演获得的参数进行精细的反馈仿真分析,并最终提出更为合理可靠的温控方法,从而更为准确的指导混凝土施工的防裂工作。在其典型位置埋设温度观测探头,并安排专门人员进行为期一个月左右的现场温度观测,同时,对观测资料进行整理和分析,加深对施工现场实际结构中混凝土温度分布和变化过程的认识与理解。
[成果] gkls130165
TB383 应用技术 公布年份:2011
成果简介:1)将物理分散与化学分散相结合,利用非离子表面活性剂PVP对金属纳米粒子表面进行包覆,制备了金银复合纳米粒子,粒子为未被氧化的面心立方单晶,平均粒径22nm,在水溶胶中未团聚,其胶体吸收光谱上在540nm处出现了明显的金属纳米粒子的SPR吸收峰。 2)将金银复合纳米粒子掺入琼脂—明胶的均匀溶液,经冷冻干燥处理形成多孔泡沫结构,孔径小于100μm,这为在低密度泡沫中掺杂一种或多种高Z金属元素提供了实验依据。 3)红外光谱分析表明,PVP通过化学键吸附在金属纳米粒子外表面,通过空间位阻作用防止了粒子的团聚沉降。 4)将表面包覆了PVP的金银复合纳米粒子掺杂入琼脂—明胶泡沫。掺杂泡沫沫密度为5.6mg/cm3,密度较低,接近密度小于5mg/cm3的超低密度泡沫样品。
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