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[成果] 1800120017 陕西
TN95 应用技术 雷达及配套设备制造 公布年份:2017
成果简介:针对全球范围内大气参数实时监测技术需求,以地表30千米内与人类活动密切相关的大气空间为探测对象,依据大气分子的拉曼散射原理,开展具有自主知识产权的紫外域波长激光雷达探测大气水汽、温度和气溶胶特性的系统及实验研究,主要涉及拉曼激光雷达系统探测技术、微弱信号提取技术与方法、大动态范围的数据拼接与校正技术、多参量并行精细探测及反演技术和模块化系统集成技术与对比实验研究等多学科交叉技术。结合多年来研究大气水汽和温度拉曼激光雷达技术的积累,研制了以特殊分色片和窄带干涉滤光片为核心的高性能拉曼分光系统,实现了大气分子的振动和转动拉曼信号的高效精细提取技术,构建了拉曼激光雷达系统,实现了对大气水汽、温度与气溶胶廓线的精细探测。长期实验探测性能稳定,可靠性高,可作为区域性大气和空间环境地基激光雷达监测基地继续开展长期观测实验研究。研究成果:结合多年研究大气水汽和温度拉曼激光雷达的技术积累,研制了以特殊分色片和窄带干涉滤光片为核心的高性能拉曼分光系统,获得发明专利2件,构建了600毫米口径望远镜的拉曼散射激光雷达系统,实现了对大气水汽、温度与气溶胶廓线的精细探测。(1)振动拉曼信号分光系统:针对激光雷达回波信号中强烈的米-瑞利散射信号,为改善系统的分光效率与提高系统的稳定性,设计并研制了高反射率窄带宽分色片组合的振动拉曼信号分光系统,高效提取了水汽分子的振动拉曼散射信号,实现了米-瑞利散射信号8个量级以上的抑制率,显著提升了系统的探测距离与稳定性。(2)微弱回波信号高效提取技术:针对激光雷达回波信号中的强背景噪声,深入研究EMD-DISPO和Wavelet的噪声滤除技术,设计并选取了合适的小波基参数,利用小波多尺度变换对激光雷达回波信号进行分解和重构,有效滤除激光雷达回波信号中的强背景噪声。(3)大动态范围回波信号拼接及校正技术:针对激光雷达回波信号的大动态范围,为高保真度地获得回波信号,研究了模拟和光子计数探测模式的特征,提出了基于空间方差的数据拼接技术与方法,并结合激光雷达几何重叠因子的校正技术,实现了全程回波信号的有效提取与标定技术。(4)大气多参量精细反演算法:研究了大气水汽、温度和气溶胶精细反演算法,实现了大气水汽、温度、湿度和气溶胶廓线的精细测量。研究和分析了两年的实验观测数据,验证了拉曼激光雷达系统的探测有效性和可靠性。探测实验结果表明,搭建的拉曼激光雷达系统探测气溶胶廓线高达40千米的,温度廓线高达30千米(图2),水汽密度廓线高达15千米(图3)。(5)拉曼激光雷达实验样机与比对观测:利用工程化和模块化设计理念,开展拉曼激光雷达系统集成技术研究,设计友好的大气参数测试界面,编写专业的大气水汽密度、温度、湿度和气溶胶等参数反演程序,完成了高稳定性的拉曼激光雷达实验样机研制(图4)。为验证拉曼激光雷达系统的有效性和可靠性,结合探空气球测量数据,开展多角度多参数对比试验研究。实验与数据分析结果表明,所研制的拉曼激光雷达系统可获得晴空天气条件下30千米高度范围内的大气参数廓线,即使在西安雾霾天气条件下,也可获得10千米高度范围内的大气参数廓线;不同天气条件下的数据对比分析,表明了所研制仪器的有效性和可靠性,可作为区域性大气和空间环境地基激光雷达监测基地继续开展长期观测实验研究。
[成果] 1800120568 陕西
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:开发了复合板专用炸药制备技术及雷管区控制技术,制备出了两种高性能复合板坯料,研究了单道次压下量及轧制温度对复合板结合力和耐蚀性的影响,开发出了两种复合板轧制工艺,保证复层耐蚀性的同时保证了基层钢的高强、高韧性力学性能。研究掌握了大口径层状结构双金属复合管成型工艺和协同变形技术。攻克了2205/X65不锈钢复合管高效焊接工艺。
[成果] 1700320218 陕西
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2016
成果简介:机床作为工作母机决定着装备制造业水平,发达国家积累的核心技术严格保密,突破自主研发瓶颈,对提升中国整体工业水平具有战略意义。众所周知,机床是由零部件通过固定和运动结合面相互连接而成,造成了整机静、动、热特性不连续,是整机的薄弱环节,成为制约高档数控机床性能提升的基础技术瓶颈。项目从结合面物理特性及结构耦合特性入手,研究并解决高档数控机床设计性能分析和工作性能提升的理论与方法,符合国家重大战略需求。结合面是机床研究领域的基础科学问题,该项目从1985年国家自然科学基金开始,在多个国家项目连续支持下,历时三十余年,从单元到整机,从静态到动态,从基础数据到通用数据,解决了结合面特性跨尺度非线性耦合的基础理论问题,从设计性能分析准确性和工作性能补偿控制有效性两方面,提升了高端数控装备的自主研发能力,实现了结合面特性数据在机床设计性能分析与控制中的工程应用,取得了以下主要成果:1.发明了结合面多因素非线性耦合特性的统一表征和数据获取方法,创建了从单位面积结合面、单元结合面到整机结合面的跨尺度非线性耦合三层表征体系,获得了结合面5936种配对条件下的特性数据,建立了机床设计性能分析必需的结合面通用数据库。2.发明了基于结合面结构耦合的机床整机性能分析方法,建立了考虑结合条件的整机性能分析模型,开发了整机静、动、热特性分析软件系统;研发出多轴联动模拟切削加载的机床整机性能实验测试系统,形成了从性能分析到实验验证的完整体系,提高了机床整机性能分析准确性和一次设计的成功率。3.发现并揭示了整机结构中结合面误差传递规律,建立了实测几何误差和解析变形误差相耦合的综合误差模型,发明了变工况下整机综合误差补偿控制技术,解决了高档数控机床整机综合误差补偿控制难题,有效提高了工作性能。4.发明了基于结合面结构耦合特性与驱动系统宏微机电特性相融合的机床功能部件创新设计方法,研发了微进给系统变形导轨、热位移约束复合滑座等多种新原理关键功能部件,为高档数控机床创新研发提供了新的技术支持。获授权中国发明专利35件、美国发明专利6件、日本发明专利2件、软件著作权8项;出版学术专著1部,SCI、EI收录论文95篇;获省部级科学技术一等奖2项、二等奖4项;项目第一完成人获美国机床基金会“机床技术突出贡献奖”。该项目核心技术已在8家企业应用。秦川机床工具集团股份公司采用该项目的整机性能预测分析技术及磨齿机刚度与共面度检测、综合误差补偿控制等专利技术,研发出当今世界最高水平的3级加工精度磨齿机;宝鸡忠诚机床公司采用原有技术和该项目技术,同期各制造了5台同型号高速数控车床,测试对比表明采用该项目技术后在误差敏感方向的刚度提升5.7倍;多项专利技术被精密数控车床,铣车复合、动柱式、龙门式镗铣加工中心等多种数控设备采用。累计为企业新增销售额16亿元,推动了行业技术进步,取得了显著的社会经济效益。
[成果] 1700050862 浙江
X5 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:随着中国城市化、工业化进程的不断深入,一些使用、加工和生产有毒有害物质的污染企业停产搬迁或关闭,这些企业关闭后遗留的重金属及有机污染物对生态环境和人类健康构成严重威胁。该项目围绕典型污染物在环境中的迁移转化行为及治理过程中的微观作用机制等关键科学问题,研究重金属离子在矿物质/水界面的反应热力学、动力学和微观结构变化规律;探索纳米材料与技术在各种低浓度、难处理、复杂污染体系中的潜在应用,并运用同步辐射EXAFS等国际先进技术,揭示与此密切相关的界面现象与重金属的固定和转化机制等微观基础科学问题。主要研究内容:结合静态实验及模型拟合计算方法,系统研究了Ni2+、Pb2+、Th4+、Eu3+等重金属在粘土和铁(锰)氧化物等矿物质上的界面吸附现象,获得了相应的动力学和热力学参数,阐明了不同条件下对应的"可逆"或"不可逆"吸附规律,剖析各种环境化学因素对重金属界面行为的影响规律。通过同步辐射EXAFS微观结构分析方法,研究矿物质吸附Ni2+、Eu3+等重金属的微观作用机制,揭示了时间和温度等水化学条件对Ni2+和Eu3+吸附机理和微观结构的影响以及内在关联机制,从分子水平上阐述了重金属在矿物质界面的作用机制,丰富了重金属污染物的界面吸附理论。发展了环境纳米技术,将各种纳米管材料(碳纳米管,钛酸纳米管)用于废水各种金属离子和有机污染物的高效去除及固定和转化作用机制,通过化学接枝或等离子体引发接枝等手段实现纳米管的表面功能化,提高对不同类型污染物的选择性消除;并在纳米管上组装磁性纳米粒子,构筑出磁性复合材料,实现了对纳米管材料的有效回收和重复使用。为高效、低成本、选择性修复废水中重金属提供理论指导。创立了一套用于研究和预测现实水体环境中污染物的形态分布和迁移转化行为的管理软件,为土壤和地下水非点源污染估算、控制和水体环境质量改善提供科学依据。 该项目前后获得了国基基金,科技厅项目等的资助,取得了一批创新性研究成果,在国内外著名SCI刊物发表学术论文20多篇,被国内外刊物上发表的论文正面引用超过600余次,平均每篇引用37次。
[成果] 1600440196 青海
TV7 应用技术 电力生产 公布年份:2016
成果简介:该项由国网青海省电力公司、西安理工大学、青海黄河上游水电开发有限责任公司共同完成。大通河流域梯级水电站群是青海第二大梯级水电站群。过去,由于缺少大型龙头水库对径流的调节,大通河流域梯级电站发电调度处于无序、自治状态。项目从大通河流域梯级水电站发电效益最大化整体目标出发,研究了大通河流域梯级电站水库优化调度技术,制定了合理的梯级调度策略。纳子峡水库建成后,通过合理调度纳子峡水库,将有力改善中、下游各梯级径流式电站丰、枯出力变化,增加保证出力和调峰效益,从根本上改变现有梯级水电站的运行方式。  根据测算,通过大通河流域梯级电站发电优化调度研究,能够提高大通河流域水电站群发电量4%以上。研究成果对提高大通河梯级水电站的发电效益和运行管理水平具有重要的理论意义和应用价值,同时对其他类似梯级电站运行具有重要的参考价值。成果达到国内领先水平。
[成果] 1600010434 陕西
TN7 应用技术 通信设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于电子信息科学技术领域,涉及无线光MIMO中的空时编码理论的建立及其应用。该项目在国家自然科学基金、陕西省“13115”科技统筹计划以及陕西省教育厅产业化培育基金的资助下完成。以无线光通信为背景,针对大气湍流对无线光信号传输的影响,系统地研究了无线光通信中的各种空时编码、创造性地提出了相应的解决方案并通过硬件将其实现。主要研究内容如下:建立了无线光MIMO系统的理论体系,对无线光MIMO抑制大气湍流的机制进行了探索,从理论上解释了FSO MIMO抑制大气湍流的机理,并通过实验进行了验证;从理论上分析了分层空时码、网格码、差分空时码、酉空时码以及自适应空时码的信道容量、中断概率、误码率等性能参数,建立了相应的编码/解码方法,并通过硬件实现进行检验;结合光信号平方律检测以及光信号脉冲位置调制的特点,巧妙的构思了比特补码式编码方案,将脉冲位置调制与空时编码结合起来,且不受脉冲位置调制时隙数的限制,实现了脉冲位置调制式空时编码;提出了酉空时编码及差分空时编码,建立了脉冲位置与空时编码矩阵之间的映射关系,使空时编码不受大气湍流的影响,能抑制大气湍流对无线光传输信号的影响;将空时编码与信道编码级联起来,构成了级联空时编码,进一步提高了空时编码的误码率特性。无线光通信是一种新的传输技术和最后1公里接入技术,具有安装方便、高带宽、不受频谱管制等优点,但大气湍流限制了无线光通信的应用,空时编码依赖无线光MIMO的多光束传输、多探测器接收技术,既可以抑制大气湍流的影响,又可以保证激光通信的带宽,在大气湍流与带宽之间进行了合理的折衷,对无线光通信推广应用具有划时代的意义。课题承担者在《中国科学》、《中国激光》、《光学学报》、《物理学报》等期刊发表了几十篇论文,引起了同行的重视,多次在有关国际会议之“光检测与光通信”分组做特邀报告。该项目发表论文60多篇,申请国家专利和软件著作权十数项,建立了无线光MIMO技术的信道模型,对信道模型进行深入分析研究,理论分析和实验结果证明可有效抑制大气湍流对无线光通信的影响,有助于MIMO技术在无线光通信系统中的应用;并将该编码技术在实际中进行推广,无线光通信机通过了陕西省电子产品质量检测站的检验认证,该编码技术在江苏海虹电子有限公司、中兴通讯有限公司等企业获得初步应用,并取得了可观的经济效益与社会效益。
[成果] 1600010369 陕西
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2015
成果简介:“国际热核聚变实验堆(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor)计划”是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。中国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一,也是认识到的可以解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。ITER计划是实现聚变能商业化必不可少的一步,其目标是验证和平利用聚变能的科学和技术可行性。中国是一个持续高速发展的发展中大国,能源问题日益突出,在该世纪内每年的能耗都将是数十亿吨标煤。考虑到中国社会经济的长期可持续发展,课题组必须尽快用可靠的非化石能源(如核裂变或核聚变能、太阳能、水能等)来取代大部分煤或石油的消耗。由中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置2006年成功完成首次工程调试,2007年3月通过国家验收。2012年4月19日,中国新一代“人造太阳”实验装置(EAST)中性束注入系统(NBI)完成了氢离子束功率3兆瓦、脉冲宽度500毫秒的高能量离子束引出实验。2013年1月5日,中科院合肥物质研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置(EAST)又获重大实验成果,其辅助加热工程的中性束注入系统(NBI)在综合测试平台上成功实现100秒长脉冲氢中性束引出,初步验证了系统的长脉冲运行能力。ITER是核科学技术、超导技术、大功率微波技术、等离子体技术、高能粒子束技术、复杂系统控制技术、机器人技术、精密加工技术等综合集成,可拉动中国相关领域技术发展。ITER隔离开关就是用于ITER整流电源系统中的电器设备之一。该研究属于973 ITER计划专项,ITER超导磁体电源系统设计研究。编号为:2008GB104000由于ITER电源系统的隔离开关必需具有承载大电流和高对地绝缘能力。而国内市场上没有满足该要求的产品,购买国外同类产品又比较较昂贵。因此研制该产品非常必要并且有较好的市场前景。
[成果] 1700320317 陕西
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于农业工程领域。黄土高原沟壑纵横,水土流失严重。为解决坡耕地退耕还林(草)后沟壑侵蚀治理和区域粮食生产的关键问题,该项目以沟壑径流汇聚的侵蚀产沙动力学为基础,以沟壑整治工程-淤地坝系的关键技术为核心,在沟壑侵蚀的阻控理论、淤地坝规划设计建造技术和水沙资源化安全高效利用等方面取得了创新性成果:揭示了沟壑整治工程分散消减径流能量的侵蚀阻控机理。发展了识别流域侵蚀产沙来源的多元素复合示踪方法,明确了淤地坝沉积泥沙中来自沟道和坡面的侵蚀泥沙分别占总产沙量的60-80%和20-40%;解析了坝系分散消耗径流能量的级联效应,坝系调控使流域径流侵蚀能量减少47-95%,径流挟沙力降低60-80%;实现了基于能量过程的坝系流域水沙过程精确模拟,揭示了级联坝系分散削减径流侵蚀能量的阻控机制,确定性系数从0.60左右提高到0.90以上。基于级联坝系调洪的消能减蚀效应,创新了生态-安全-高效的淤地坝规划、设计与建造技术体系。阐明了黄土高原不同地貌区的水动力结构及其水蚀能量分散消耗特征,确定了黄土高原淤地坝分区建设布局与适应服务目标的合理规模;量化了不同坝系级联模式的调洪减蚀效应,其中坝系中骨干坝的径流、泥沙分别较单坝运行时削减36-80%和27-54%;据此重构了骨干坝溢洪道设计参数,断面宽度减少了1/3左右;创新了淤地坝高效放水建筑物结构设计,研发了坝体多维排水等施工技术,使建坝速度提高了50%,节省工程造价25%以上。(3)开发了沟壑水沙资源化安全高效利用方法,构建了坝地农业产业化模式并示范推广。通过多座淤地坝淤积层的系统解剖,发现了淤积层之间的保水作用;利用级联坝系泥沙“淤粗排细”的调控作用,促进了坝地土壤水-肥-气-热耦合,改善了坝地土壤的机械组成,坝地土壤有机碳含量比坡地高出40%左右,有效磷含量提高15%以上;开发了淤地坝随淤即用和防洪保收技术,使坝地提早8〜10年利用;发展了水沙资源农业开发利用与产业化发展模式,建立了不同类型区的示范基地,成果已推广至黄土高原大部分地区。向国家提交重大建议2项并被采纳,成为水利行业亮点工程和行业技术支持;主持设计典型流域坝系98项。建立示范坝系15个,相关成果已在黄土高原7省区沟壑治理中应用,规划建坝5630座,已建成2016座,年均可拦蓄泥沙2亿吨,成为粗泥沙集中来源区治理的关键技术;新增高产稳产农田6048hm<'2>,年新增粮食产量5443.2万kg以上,提高了区域粮食自给率,促进了退耕还林草减沙作用的持续发挥。每年实现间接经济效益57亿元以上。该项目获省级科学技术奖2项,授权国家发明专利6项,实用新型专利12项,授权软件著作权3项;参编国家标准4项,行业标准2项,技术规程1项;出版学术专著8部,共发表论文303篇(SCI及EI收录103篇);培养博士研究生17人、硕士研究生36人。
[成果] 1600070275 安徽
TD4 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于金属合金材料科学领域。EM型中速磨机广泛应用于电力、冶金、水泥、化工、矿山、电力和建材工业领域制粉设备,磨球是球磨机中消耗最大的易损件,大型耐磨空心磨球主要依赖于德国进口。大型磨球传统的制备方法采用砂型铸造,放置砂芯。由于砂芯固定困难,在浇注及凝固过程中,易造成砂芯的漂浮,从而造成磨球的壁厚不均匀。壁厚不均匀的空心磨球在使用过程中造成空心磨球不易转动,从而使磨球表面磨损不均匀,造成磨机粉末效率降低及磨球过早失效。同时砂芯在高温铁水的长时间作用下发生烧结,也造成了砂芯的清理困难。国内能生产Ф1150大型中空磨球的厂家屈指可数,主要存在着磨球离芯、壁厚不匀和圆整度差以及磨球耐磨性能差,使用寿命短等问题。马鞍山市海天重工科技发展有限公司项目组围绕着大型耐磨空心磨球浇注过程中极易产生离芯,造成磨球壁厚不匀和热处理过程中极易产生裂纹等难题,在合肥工业大学、西安理工大学协助下进行了技术工艺优化、创新,成功研发出Ф750-Ф1150系列大型耐磨空心磨球,实现了批量生产。经省科技厅科技查新:项目生产工艺及产品填补国内空白。2014年11月在新产品鉴定会上,专家一致认定:产品在铸造工艺上采用先进消失模方法和V法造型工艺的有机结合和优化,并通过材质成分优化及冶金处理方法,使得产品在结构、尺寸精度以及综合性能指标方面达到了产品用户要求,从而取代了进口产品,填补了国内空白。产品工艺有明显的集成创新特色,产品技术成果处于国内领先水平。主要创新成果有:Ф750-Ф1150系列大型耐磨空心磨球熔炼时采用稀土、钒、钛等微量元素进行变质处理,细化金相组织,提高晶粒度,改善碳化物形态和分布,提高了强度和冲击韧性、洛氏硬度及耐磨性。通过在空心磨球中添加以Si、Mn、Cr、Ni为主的合金元素和少量的Mo、B、V、Ti、稀土等元素,且控制C%=1.2×B%+(0.06-0.13),对空心磨球进行复合强化处理,改善了空心磨球的组织和淬透性,同时采用改进的浇注系统和浇注工艺,硼铁、钒铁和钛铁在浇注过程中起到随流孕育的作用,尤其是反应室的设计,增强了孕育效果。通过浇注过程和热处理过程来充分发挥Si、Mn、Cr、Ni、Mo、B、V、Ti、稀土的合金化作用,浇注过程中加入的硼铁、钒铁和钛铁可有效阻止奥氏体晶粒的长大,使材质组织更加紧密,从而增加了耐磨性和冲击韧性。采用多级保温的热处理工艺,使得空心磨球表面硬度不低于50HRC,抗拉强度大于1100MPa,冲击韧性大于20J/cm<'2>,达到了空心磨球良好的综合力学性能,提高了其使用寿命。采用干砂负压消失模铸造工艺。采用泡沫塑料为模样,在砂箱中充填干砂,在真空负压的作用下将砂粒紧实,取消真空负压后,砂粒可以自由流动,从而使球心中的砂子很容易清理出来,消除空心球壁厚不均匀的问题。磨球具有壁厚均匀、磨球的圆整度好,同时实现铸件轻量化、降低铸件表面粗糙度。采用合适的浇冒口系统,解决了铸造砂芯偏移,球壁不均匀的问题。采用多级保温的热处理工艺,通过不同热处理工艺对耐磨钢进行了强韧化处理,硬度达50 HRC以上,冲击功达到20 J/cm<'2>以上。浇冒口尺寸设计采用模数法进行了数值模拟计算。由于空心磨球属于大型铸钢件,收缩量大,形成缩孔缩松倾向较大,因此为提高冒口的补缩效率,采用保温发热冒口套。保温发热冒口套表层材料为保温材料,阻止热量的散失,里面是发热材料,浇注时释放热量,这样一来,冒口中的金属液凝固时间大大延长从而提高的冒口的补缩效率,同时也减小了冒口的尺寸,提高了工艺出品率。该项目试制的产品与德国、国内同类产品的力学性能指标对比产品对比:德国磨球:Rm(MPa)950-1050,Rp0.2(MPa)800-850,A(%)≥12,HRC 45-50,Akv 40-45;国内磨球:Rm(MPa)965,Rp0.2(MPa)730,A(%)12,HRC 46,Akv 38;试制磨球:Rm(MPa)1161.6,Rp0.2(MPa)950,A(%) 4,HRC 58.1,Akv 22.2。本项目试制的产品与德国、国内同类产品的尺寸指标对比:德国磨球:产品外圆圆整度(mm) 1150±5,偏心值(mm)±5,使用寿命(h)13300;国内磨球:产品外圆圆整度(mm) 1150±10,偏心值(mm)±7,使用寿命(h)8640;试制磨球:产品外圆圆整度(mm) 1150±5,偏心值(mm)±5,使用寿命(h)12960。项目已获得2件发明专利、2件实用新型专利,项目产品获得安徽省重点新产品和安徽省新产品称号。江苏大峘集团有限公司引进德国EM型中速磨机于2013年9月份开始使用海天公司生产的大型耐磨空心磨球产品用以替代德国进口同类型磨球产品,2013年销售江苏大峘集团公司632万元,2014年销售4374万元。在国内经济低迷,市场回暖乏力的情况下,海天公司通过研制大型耐磨空心磨球产品及产业化使公司销售业绩2014年较2013年增长了31.6%。
[成果] 1500150322 陕西
X14 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目在国家自然基金、世行办及地方相关研究项目的资助下进行,涉及水利工程与环境科学等多学科交叉领域.项目主要针对中国西北与华北地区干旱区、半干旱区及半湿润区三类气候分区中资源性缺水区域的水资源、水环境、水生态及社会经济特点,系统研究并完善了该类区域水环境承载力的基础理论,建立了基于水环境容量及生态需水量计算的水环境承载力系统动力学模型,形成了一套成熟的水环境承载力研究体系,并开发了相应的模型软件.主要研究内容及经济技术指标如下: (1)完善了用阈值定义的水环境承载力概念,阐明了其内涵、特征及影响因素.(2)优化了资源性缺水区域水环境承载力评价指标体系.研究针对中国干旱区、半干旱区及半湿润区三类气候分区中资源性缺水区域的水资源、水环境特点,通过纳入基于水动力学模型的水环境容量、生态环境需水量计算,进一步优化了资源性缺水地区水环境承载力评价指标体系,增强了水环境、水生态与社会经济活动之间的联系. (3)形成了一套适用于中国干旱区、半干旱区及半湿润区三类气候分区中资源性缺水地区的水环境承载力研究体系.研究基于水环境容量与生态环境需水量计算,运用层次分析法确定水环境承载力指标权重,借助系统动力学方法描述水环境承载力评价体系中各子系统之间的关系,并引入隶属度的概念,量化分析了水环境承载力,进而可为资源性缺水地区的水环境管理提供理论依据与技术支撑. (4)以中国西北、华北地区典型资源性缺水地区为例,分别对干旱区、半干旱区、半湿润区的河流、湖泊、城市三种不同的单元类型,分别开展了水环境承载力研究,得出了各区域的水环境承载力现状,预测了不同水文过程和不同策略下水环境承载力的发展趋势,提出了水环境承载力调控方案,表明了该研究成果的适用性及可行性. (5)开发了Envsim SD软件.研究在前述工作的基础之上,集成SD模型、河流动力学模型和GIS平台,为资源性缺水地区水环境承载力的仿真模拟提供了有力手段.该研究成果可以应用于资源性缺水地区河流、湖泊及城市的水环境承载力现状评价与发展预测,计算流域的水环境容量,和进行水生态系统健康评价,为流域或地区的污染物总量控制目标提供依据,为区域水资源综合管理与社会经济发展规划提供参考.该研究发表相关学术论文29篇,其中EI收录9篇.研究丰富了资源性缺水地区水环境承载力的科学理论,成果已成功应用于中国西北、华北等多个典型资源性缺水地区,相关结论已被陕西省渭河综合治理工程、山西省大水网规划所采用,为流域管理部门的科学决策与发展规划提供了技术支撑,对流域自然环境与社会经济的协调可持续发展提供了有力保障,产生了巨大而深远的社会经济效益.通过技术服务、技术开发等形式累积获得新增产值2172万元,增收节支总额101万元,取得了显著的经济效益.
[成果] 1600400107 陕西
TK7 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属水力机械学科领域。水轮机是水电站的核心设备,混流式水轮机适用范围最广,占已投产机型的80%以上。水轮机运行中的空化与振动问题、中高比速混流式水轮机的高部分负荷压力脉动问题是水轮机行业的世界难题和研发瓶颈;保证混流式水轮机稳定运行的水力设计技术取得突破,是水力机械研究领域的前沿和挑战。依托国家和企业项目,历经20年,结合三峡、向家坝、溪洛渡等巨型混流式水轮机的开发,以基础研究和关键技术突破带动水轮机研发,建立了完整的混流式水轮机水力优化设计体系,主要创新性成果如下:1.首次提出了来流有旋、叶片有限厚的水轮机转轮全三维反问题计算模型,提高了设计过程叶片性能的可控性;揭示了转轮与导叶、转轮与尾水管的匹配关系,建立了多部件联合的混流式水轮机水力优化设计体系,实现了从单工况、单目标、单部件水力设计到多工况、多目标、多部件联合优化设计的突破,改变了水轮机行业的设计理念,混流式水轮机模型最高效率从20世纪90年代初的92% -93% ,提高到的94% -95% ,部分水头段超过95%。2.提出了适合于混流式水轮机三维非定常湍流及其涡结构演化的计算方法和分析理论,可以较好预测流道内的压力脉动;建立了空化两相流计算模型,提高了空化性能预测的精度;从而解决了空化性能和压力脉动预估的技术难题,实现了从水轮机稳态性能预估到暂态性能预估的突破。3.开发出水轮机内部流态观测成像系统,拓展了混流式水轮机的性能评估和验收指标,并纳入中国水轮机模型验收规程的国家标准,解决了模型水轮机水力性能精细评价的技术难题,提升了水轮机的研发水平。4.首次揭示了涡带形态与压力脉动的关系,提出了水轮机内部压力脉动的控制方法,解决了中高比速混流式水轮机高部分负荷压力脉动的世界难题;建立了控制部分负荷压力脉动的混流式水轮机水力设计方法,突破了巨型混流式水轮机研发的技术瓶颈,研制出具有国际领先水平的系列混流式水轮机。该项目获授权发明专利6项,实用新型和软件著作权7项,出版著作4部,修制订国家标准5部,发表论文151篇,其中SCI/EI收录112篇;获省部科技一等奖1项、二等奖1项。经教育部鉴定认为,水轮机组水力振动和稳定性研究成果总体具有国际先进水平;在水轮机涡动力学分析、空化流动计算模型,暂态过程非定常湍流和涡结构演化分析等方面达到了国际领先水平。该项目已为中国设计和制造了500多台混流式水轮机,用户覆盖全国;特别是为三峡右岸开发了性能全面超过左岸国外机组的新转轮,之后在向家坝、溪洛渡、糯扎渡、构皮滩等数十个电站单机容量600MW及以上系列巨型混流式水轮机的研制中得到成功应用,并向美国等20多个国家出口了水轮机产品,打破了国外公司在巨型混流式水轮机水力设计中的垄断地位,推动了中国和国际水力机械行业的技术进步。项目已为电站创造了数百亿的经济效益,近三年仅两家制造企业的经济效益已达10.4亿元。
[成果] 1500520557 陕西
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:快速城市化进程和基础设施建设造成中国耕地锐减,已危及国家粮食安全,开发补充耕地是确保18亿亩耕地红线的重要途径。沙地光热好、地势起伏小、开发潜力大,应该是重要的耕地后备资源,但因改造难度大、投资高、耗水多,无法规模化利用;沙地中被称为“环境癌症”的砒砂岩因水土流失严重治理更加困难。因此,沙和砒砂岩的同时治理与利用是国土资源领域的重大难题。该项目依托毛乌素沙地土地整治工程,以固沙节水保护环境、新增优质耕地为双贏目标,针对区内土地沙漠化和砒砂岩水土流失的“两害”难题,研究发现砒砂岩与沙两种物质结构具有互补性,两者结合可同步实现固沙和节水造田两个目的,从而探索出沙与砒砂岩规模化治理和资源化利用的新模式。1)首次发现砒砂岩与沙物质结构存在互补特性,把砒砂岩作为一种固沙和节水造田新的材料。这一发现为沙地和砒砂岩的规模化治理及资源化利用奠定了理论基础。2)通过对砒砂岩、沙及其复配土的保水性、胶结力、土壤结皮和冻盖层的研究,揭示了砒砂岩与沙复配成土固沙和节水造田机理,为砒砂岩固沙和造田技术开发提供了科学依据。3)系统开展砒砂岩与沙不同配比的室内实验和田间试验,提出了适宜不同作物生长和固沙的最佳配比,为持续提高耕地条件和改善区域生态环境质量提供了技术支撑。4)基于毛乌素沙地固沙造田工程示范,研究制定了沙地造田工程设计通用图集和质量标准,形成了砒砂岩与沙复配成土固沙造田技术体系,为沙地治理大规模工程化应用提供了技术规范。5)研究拓展了砒砂岩与沙复配成土技术在沙区林草地、城市绿化和高速路防护带建设等方面的多元化应用,综合效果显著。该项目获发明及实用新型专利7项,出版专著3本,发表论文26篇(SCI/SSCI论文6篇),培养博硕士11名、专业技术人员200余名。项目成果被央视、人民日报、科技日报以及美、加等知名网站数十家媒体报道和介绍。科技成果鉴定会专家认为“成果具有原创性和重要的推广价值,达到了同类研究的国际领先水平”。成果分获国土资源科学技术奖一等奖和陕西省科学技术奖一等奖。成果已由项目单位直接应用整治沙地6.97万亩,新增优质高标准水浇地6.60万亩,亩均投资0.8万元,与传统沙地复配黄土造地相比,仅黄土远距离运输费一项每亩节支0.7万元、总计节支超过5亿元。由于成本低、收益大、群众参与积极性高,生态环境的改善效果明显,加之国家对新增耕地有充足的资金保障和政策支持,该项成果已在毛乌素沙地及周边区域大面积推广造地20多万亩,并在腾格里、库布齐等国内外同类沙区治理中有广阔的推广前景。成果推动了土地整治领域的科技进步,对沙地的生态整治及沙与砒砂岩的资源化利用有重大的现实意义。
[成果] 1400520728 陕西
TM5 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电线、电缆、光缆及电工器材制造] 公布年份:2013
成果简介:建立了熔渗材料多孔骨架中孔隙当量直径与骨架粉末粒径、烧结熔渗参数、润湿角以及表面固溶度系数之间的关系模型,对烧结熔渗过程进行仿真,实现了对熔渗过程的控制。对熔渗CuW和CuCr电触头材料中相特征与首次电击穿现象的关系及其物理本质进行系统研究,提出固溶体型首击穿相和化合物型首击穿相的设计原则。通过添加合金元素和熔渗相控制获得特殊相界面固溶层及原位生成化合物相,实现首击穿相转移;通过添加金属间化合物相和控制首击穿相的大小和分布,达到了细化阴极斑点,分散电弧,避免电弧集中烧蚀和提高材料耐电压强度的目的。针对熔渗材料中骨架相和熔渗相的设计与控制,相界面的形成与演变的研究,提出了依靠触头材料自身组成相的调控就可实现裂化、细化及分散电弧和提高触头材料耐电烧蚀性材料设计方法,为新型熔渗电触头材料设计奠定了理论和实验基础。
[成果] 1400520298 陕西
TK7 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:借鉴并发展航空发动机及汽轮机疲劳寿命预估的研究成果,以水轮机全流道三维非定常流动数值计算及叶片运动微分方程有限元求解为基础,并考虑水轮机转轮叶片刚度较大的特点,忽略叶片几何变形对流场的影响,采取网格节点点对点的方式,将叶片危险部位的动水压力加载至水轮机转轮叶片的有限元网格节点处,解决了叶片危险部位动水压力的传递方式,完善了水轮机转轮叶片动应力的获取方法;基于动应力分析的结果,并考虑运行工况变化频繁引起的转轮叶片动应力载荷极其复杂的特点,开展了适合水轮机特点的载荷谱研究,通过改进传统雨流计数方法,提高了水轮机载荷谱编辑效率,使其更符合水轮机转轮叶片的动应力载荷;在此基础上,进一步针对水轮机转轮的特点,充分考虑应力集中,尺寸,表面加工以及平均应力等影响疲劳寿命的主要因素,确定了影响疲劳寿命分析中主要因素的修正系数,建立转轮叶片疲劳寿命预估模型与疲劳寿命的评价体系。取得的成果对于提高机组的安全稳定运行和评价转轮的设计水平有重要的指导意义和学术价值。研究成果在浙江华电乌溪江水力发电厂获得成功应用。
[成果] 1400521690 陕西
O43 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:该自然基金面上项目(No.60971015)开展了以下研究工作。1.从理论和实验两方面研究了晶体耦合场量子有源辐射区的形成、布局调控,及对太赫兹波辐射强度、辐射方向性、波束空间分布的影响等基本物理问题:首先,利用光学相关理论及光线追迹软件分析了泵浦光以及闲频光在晶体中的传播过程,分析了二者相互作用区域的特征,并对太赫兹波有源辐射区的范围及布局进行了预测,其次,在该基础上建立适用于描述非线性晶体耦合场量子有源辐射区的形成、布局和调控的物理模型。2.从密度泛函分析方法入手,计算了GaP、LiNbO3等非线性晶体耦合场量子的红外、拉曼光谱,计算了其辐射增益;将实验中晶体的拉曼光谱与理论分析相结合,给出了晶体耦合场量子色散特性曲线,确定了辐射波频率范围,为后续实验研究工作提供数据参考。3.通过实验研究分析了铌酸锂晶体掺杂MgO对THz辐射源稳定输出的影响,确定了5%mol的为最佳掺杂比例。4.开展了用微型镍丝太赫兹波F-P谐振腔实现对宽带太赫兹波辐射的频率调谐的实验。首先,将晶体耦合场量子辐射的太赫兹直接送入镍金属丝F-P微谐振腔选频输出,其次通过改变太赫兹波在金属微谐振腔的谐振条件实现频率调谐。5.对引入点缺陷的三角晶格光子晶体微型谐振腔结构、缺陷频率以及模式分布进行了研究讨论,对单点缺陷的光子晶体谐振腔中的缺陷模的频率和场分布进行了计算分析,给出了所形成微谐振腔的品质因子和模式场分布特性。6.在研究中还观察到了光激发耦合场量子与单色太赫兹场形成强共振场,强共振场又与红外激光场在LiNbO3晶体中发生较强相互作用的实验结果。研究结果表明:共振耦合场量子作为耦合场量子受到单频太赫兹场调制后的元激发,有望为今后研究通过声光效应在室温下探测太赫兹波奠定基础。7.课题负责人与2012年与德国Konstanz大学物理系ThomasDekorsy教授太赫兹课题组开展了学术交流,利用ASOPs系统对可调谐太赫兹辐射源进行了进一步测试分析并进行了初步应用性实验。
[成果] 1400520444 陕西
TM5 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 输配电及控制设备制造] 公布年份:2013
成果简介:研究了GaAs光电导体在强电场下伴随有光子作用的载流子超快动力学机理、约束GaAsPCSS锁定效应的物理机制与实验方法、具有预击穿行为的丝状大电流密度的规律,研制了高功率高重复频率GaAsPCSS器件。针对高功率高重复频率GaAsPCSS所表现出超乎寻常的载流子倍增及超快输运现象,首先从实验上获得具有载流子倍增特性的高功率GaAsPCSS的实验规律,在充分考虑触发光子对载流子雪崩倍增及超快输运作用的基础上,经过深入地研究,发展了光激发电荷畴理论,理论上得到半绝缘GaAsPCSS因光致碰撞电离引起的、以光控预击穿为表现形式的、伴随有光子作用的载流子超快动力学物理规律。针对高功率GaAsPCSS工作于强电场/弱光场和强电流脉冲输出的特点,提出了在半绝缘GaAs体材料衬底采用刻蚀深埋制备电极的思路,形成避免强电场下电流过于集中的三维立体电极结构,通过理论分析,形成最佳方案和独特的欧姆接触制备技术;提出多层全固态绝缘的理论分析和设计方法用于GaAsPCSS的研制,有效地抑制了沿面闪络,提高了开关性能;结合对半绝缘GaAs材料进行特殊的后处理,以形成适用于瞬态雪崩倍增机制的杂质及缺陷能级结构;研制了100kV/1kA、重复频率1kHz的高功率超快GaAsPCSS。针对弱光触发具有载流子雪崩倍增机制的GaAsPCSS在非线性模式下具有锁定效应而限制了其应用范围的难题,课题组提出了通过调整GaAs的能带结构等外部条件,使所形成的光子诱发电荷畴处于瞬态电场约束条件下的猝灭畴模式来约束锁定效应的发展的思路,在国际上首次提出了光激发电荷畴猝灭模式的理论,并在实验上得到验证,并将这一理论应用于实际,研制了能有效抑制锁定效应的动态分压控制双层GaAsPCSS、GaAsPCSS-火花隙级联组合开关、及GaAsPCSS-ZnO组合开关。在实验上,实现了用激光二极管触发GaAsPCSS输出具有载流子雪崩倍增机制的强电流脉冲。研究了强电场下高功率GaAsPCSS的雪崩导通过程中光生载流子瞬态输运规律及内建电场瞬态分布,理论上得出GaAsPCSS的雪崩导通过程不但存在显著的瞬态电学不均匀性,同时还存在显著的瞬态光学非均匀性,发现强烈的光学非均匀性通过二次光子的发射和再吸收导致载流子的重新瞬态分布趋于集中的规律,得到开关性能退化甚至击穿的物理原因及抑制方法。
[成果] 1500020016 江苏
TN92 应用技术 电信 公布年份:2014
成果简介:主要科技内容:无线激光通信技术是一种既具有高速通信能力、又具有机动灵活性的新通信技术,是一种很有发展前途的无线传输手段。作为对微波通信的革命,光无线通信系统得到各国的普遍重视。近年来,随着相关元器件工艺的成熟,预计光通信系统很快将会进入商业应用阶段。该项目属于国家今后几年将重点扶持的新一代宽带无线移动通信网领域。世界发达国家都在努力发展各自的无线激光通信系统,发展中国具有自主知识产权的无线激光通信技术已经势在必行。该项目研制的无线激光通信产品结合了光纤通信与微波通信的优点,采用了多孔径发射技术、微弱光信号接收及精密、可靠、高增益的光学收发天线等技术,调制速率高、通信容量大。项目在光源及高码率调制、差错控制编码、大气信道处理技术等多项关键技术拥有核心自主知识产权。产品性能指标处于国内领先水平。技术指标:传输距离: 0~10KM;传输速率:300Mbps~1.2Gbps或更高;激光器波长600~1510nm;误码率(一般天气情况下):优于10的-6次方;跟踪平台工作范围:水平360度,俯仰正负16度;激光器输出峰值功率:每路0.5W;信标光发散角:6mrad;信标光接收粗视场:20mrad;信标光接收精视场:1mrad;通信光发散角:1.5mrad;通信光接收视场角:3mrad;粗跟踪平台精度(两级复合平台):0.6mrad;精跟踪平台精度:0.1mrad。3、经济指标:2011-2013年,累计销售3180万元,利税731万元。推广应用情况:项目产品2013年9月被认定为“江苏省高新技术产品”。共申请专利14件,其中发明专利7件;授权专利10件,其中发明专利3件;项目产品可以提供向宽带网络的接入,为营造一种更为全盘周密的安防系统提供解决方案,可直接在高速公路、桥梁隧道、石油管道、化工防灾、别墅区、社区以及其他企业、事业单位等重点区域提供视频监控信息的有效传输,产品广泛用于城市楼宇之间、单位之间、移动通信基站之间等场合,受到了广大用户的一致好评。
[成果] 1400190994 陕西
TH 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 金属加工机械制造] 公布年份:2013
成果简介:该项目围绕对数控装备整机性能影响最大的结合部数据和非线性耦合结合技术两项世界难题开展研究,建立了可用于创新设计的5000余种结合面特性数据库及考虑结合部非线性耦合整机设计性能预测技术。并将结合技术与创新开发集成,形成了以结合技术为支撑的机电一体化产品原始创新开发体系。研究成果对推动中国机械行业技术进步、企业自主创新具有重要作用。项目获发明专利30项,计算机软件著作权7件,开发了30余台套新原理机构、新原理装置及数控装备样机。研究成果已经在秦川机床、宝鸡机床等11家省内外企业应用,累计经济效益近6亿元。
[成果] 1400171116 陕西
TV1 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:该项目针对河流生态与环境问题,以维护河流健康为目标,对生态流量及其保障措施做了系统研究。首次揭示了潜流带水文过程与生物扰动对河水-地下水相互作用变化机理;构建了计算河流生态流量的理论方法体系,并对陕西省母亲河-渭河生态流量做了计算研究;建立了区域性城市雨水资源化利用模式以及植被过滤带与沙棘柔性坝相结合的生物复合措施,有力保障了河流生态流量。研究成果丰富和发展了流域生态水文学科,为河流生命健康问题的研究与解决提供理论与技术支撑。项目发表学术论文66篇,SCI收录13篇,EI收录10篇,出版学术专著2部,他人引用400余次,在国内外得到广泛关注与应用,产生了良好的社会、经济和生态环境效益。
[成果] 1500080241 陕西
S15 应用技术 [环境治理, 农业服务业] 公布年份:2013
成果简介:该项目属国土资源工程技术领域,涉及农业、土壤、水利、生态等学科交叉。随着城市化及工业化进程加快,人地矛盾非常突出,确保“18亿亩耕地红线”是国家粮食安全的重大举措。据统计,中国盐碱地约有5.2亿亩,一方面大量处于荒芜状态的原生重度盐碱地无法利用,另一方面灌区次生盐渍化面积大量存在,严重制约农业生产。如何将重度盐碱地治理成为高质量耕地、控制和改善灌区耕地次生盐碱化是土地整治工程领域关注的焦点和技术难点。该项目依托陕西“卤泊滩”原生重度盐碱地治理工程,针对传统治理模式中洗盐排水消耗淡水资源量大、排灌工程占地多、治理成本高、排出的高矿化度水对承纳区易造成二次污染等问题,首次将盐碱地治理以“排”为核心改为以“蓄”为核心,提出“改排为蓄、水地共处、和谐生态”的盐碱地治理新模式及配套技术,该模式的工程化应用不但将卣泊滩重度盐碱地转变为高质量耕地,也使周边灌区耕地次生盐碱化问题得到有效地控制和改善。历经十余年的深入研究、试验示范和工程应用,该项目取得了以下主要创新性成果:①提出了“改排为蓄、水地共处、和谐生态”的重度盐碱地治理新模式;②揭示了蓄水条件下水体与相邻土体的盐分运移规律,发现了蓄水沟水位动态变化对土壤盐分扩散运移、加速垂直压盐的驱动作用;③发现了蓄水条件下在土壤非饱和层和饱和层界面上下存在一个10-20厘米盐分交换活跃的过渡层,该过渡层能有效抑制向上返盐;④试验研究了蓄水沟内网状湿地生态系统中芦苇吸盐及沟底腐殖质中和盐碱的规律,发现了沟底腐殖质对高矿化度水具有中和降解的作用;⑤建立了“以蓄为主”网格化工程设计体系,提出了运用网格化蓄水沟系治理重度盐碱地和防治灌区农田次生盐渍化的新方法。研究成果出版专著1部,公开发表论文102篇,其中SCI、EI检索32篇,培养博士研究生14名,硕士研究生35名,在站博士后2名:2008年10月通过陕西省科技厅组织的成果鉴定,认为:该成果治理模式有突破,理论研究有创新,工程实践有成效,总体达到了国际先进水平。相关成果获2009年度陕西省科学技术一等奖、2011年度陕西省农业技术推广成果一等奖。项目在“卤泊滩”一二期治理工程成功实施基础上,推广到“卤泊滩”三四期、大荔盐池洼、华阴滩涂地等盐碱地治理工程中。使当年“夏秋水汪汪,冬春白茫茫,只长盐蓬草,不长棉和粮”的重度盐碱地变成了稳产高产田。截止2012年,利用该模式累计治理盐碱地8.13万亩,净增高标准水浇地7.64万亩,工程较传统治理模式节约投资3.11亿元。治理区近三年新增营业额(企业及农业总产值)5.996亿元,新增利润(企业利润及业纯收入)1.99亿元。同时,在陕西、宁夏等省(区)推广治理盐碱地、治沟造地及控制灌区次生盐碱化近100万亩,综合效益非常显著。该项目建立的“以蓄为主”治理模式开辟了一条重度盐碱地治理和防治灌区农田次生盐渍化的新途径,显著地推动了行业技术进步。成果较传统模式适应性强,节约成本,推广潜力巨大,对耕地占补平衡,保障粮食安全意义重大。
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