一、提名项目：考虑非均匀结构效应的金属材料剪切带
二、提名意见：
该项目以颗粒增强金属基复合材料和非晶合金为模型系统，突破经典的热塑剪切带理论框架，发展了位错机制依赖的应变梯度本构，揭示了蕴含的非均匀结构通过应变梯度效应对热塑剪切带形成具有强烈驱动作用；建立了包含多过程耦合与时空多尺度的剪切带新理论，澄清了非晶合金剪切带形成机制长期广泛的国际争议，得到了剪切带失稳判据、协同演化、特征厚度以及诱致断裂机理等一系列原创性成果。
该项目8篇代表性论文共被《Nature Materials》、《Physical Review Letters》、《Progress in Materials Science》等SCI重要刊物他人引用393次，引用者包括国内外科学院或工程院院士、权威杂志主编、领域知名学者等。项目研究成果系统揭示了材料内禀非均匀结构效应如何影响甚至颠覆热塑剪切带的传统认知，显著推动了剪切带理论的发展，在国际上产生了重要的学术影响。
提名该项目为国家自然科学二等奖。
三、项目简介
剪切带是一类广泛存在的塑性变形局部化失稳现象。本征上，具有特征厚度的剪切带是一种远离平衡态的动态耗散结构，其涌现与演化是材料内部多种速率依赖耗散过程高度非线性耦合控制的时空多尺度问题。传统金属材料剪切带经百余年研究，逐渐形成了以热软化为主控机制的热塑剪切带理论，并获得了广泛的应用。随着人们对高性能材料的不懈追求，众多内蕴微纳尺度非均匀结构的新型金属材料不断发展，其中代表性的有微米尺度颗粒增强的金属基复合材料和纳米尺度结构非均匀的非晶合金。由于不考虑材料结构效应，经典热塑剪切带理论在描述这些新型金属材料的剪切带行为时，遇到了前所未有的挑战。为此，该项目团队以颗粒增强金属基复合材料和非晶合金为模型材料，研究了材料内禀的非均匀结构效应如何影响甚至颠覆热塑剪切带的传统认知，显著推动了剪切带理论的发展，形成了具有鲜明特色的系统性的原创研究成果。主要发现点如下：
（一）、发展了颗粒增强金属基复合材料应变梯度依赖的热塑剪切带理论。实验发现微尺度增强颗粒对金属基复合材料塑性变形具有强化和剪切带软化“正、反”尺寸效应，通过发展计及应变梯度效应的热塑剪切带理论，揭示了颗粒尺寸作为内禀结构效应对金属基复合材料热塑剪切带形成具有强烈驱动作用；
（二）、建立了内蕴非均匀结构效应的非晶合金剪切带新理论。构建了非晶合金自由体积－热－粘塑性剪切流动的理论框架，得到了具有明确物理内涵的剪切带失稳判据和特征厚度的解析表达，揭示了非晶合金剪切带形成的结构软化主控、热软化辅助的新机制，阐明了多重剪切带协同演化动力学规律；
（三）、提出了一种新的原子团簇运动模型—“拉伸转变区”，澄清了非晶合金剪切带诱致断裂过程中的能量耗散机制：裂尖剪切主控“剪切转变区”和体胀主控“拉伸转变区”两个耦合元过程的固有竞争。
上述工作的8篇代表性论文被SCI他引393次。引用者包括块体非晶合金领域开创者之一、日本学士院院士和美国工程院院士A. Inoue，欧洲科学院院士、德国科学院院士和美国工程院外籍院士H. Gleiter，美国工程院院士和中国科学院外籍院士高华健，中国科学院汪卫华院士，Albert Sauveur成就奖获得者美国加州大学M.A. Meyers教授，《Philosophical Magazine》主编英国剑桥大学A.L. Greer教授等。研究成果得到大量后续研究证实，不仅在国内外学术界产生重要影响，而且得到国外军事研究机构的关注。非晶剪切带成果已成为领域经典工作之一，被多篇权威综述文章作为独立一节长篇幅引用，并作为独立一章《Shear-banding in metallic glasses》发表在英国帝国理工学院Dood教授和第二完成人合著的剪切带专著《Adiabatic Shear Localization》第二版中。
基于该项目成果，第一完成人于2007年获得国家杰出青年科学基金资助，2009年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选。第三完成人于2008年获得首届英国麦克斯韦青年作者奖。
四、客观评价
发现点一：颗粒增强金属基复合材料应变梯度依赖的热塑剪切带理论。代表性引文【1,2,3】
复合材料力学领域著名学者新加坡国立大学M. Gupta教授、S.P. Joshi教授等系列文章中大量引用代表性论文【1】中提出的机理和理论公式，用于解释他们的实验现象。比如，在代表性引文【1】中：“屈服应力的提高可用以下方程估算[代表性论文1]，......根据Taylor位错强化机理，这些应力可被确定如下[代表性论文1].......”；Acta Mater 55 (2007) 5115中：“几何必须位错增加的详细推导可参考[代表性论文1]，具体表达为：...... .”。
瑞典皇家理工学院P. Gudmundson教授在代表性引文【2】中：“通过考虑间接和直接强化，应变梯度理论可耦合进增量细观力学框架。从而，实验观察到的金属基复合材料颗粒尺寸依赖的非弹性变形行为可被预测[代表性论文1].”。
《国际损伤力学杂志》主编美国加州大学J.W. Ju教授等（Int. J. Damage Mech 2011；附件7-9）：直接引用[代表性论文1]的实验图1；“根据（By following）代表性论文1，热失配产生的位错密度可估算为....。通过引入初始粒子的体积分数，可考虑以下增量形式（参见代表性论文1）：...... .”。
芬兰坦佩雷理工大学K. Valtonen教授等在代表性引文【3】中：“观察到的绝热剪切带对于本文的金属基复合材料具有重要作用。发现十分小的增强颗粒尺寸[代表性论文2]（~5-15μm）会影响白色绝热剪切带的形成，...... .”。
加拿大曼尼托巴大学N. Bassim教授等（Mater. Sci. Eng. A 2014；附件7-10）：“ Owolabi等[20]和Dai等[代表性论文2]研究了颗粒增强金属基复合材料中颗粒尺寸对绝热剪切带形成的影响，发现小颗粒增强的复合材料更易于形
成绝热剪切带。Dai等将这种尺寸依赖行为归因于应变梯度效应，认为高应变梯度是绝热剪切带形成的强驱动力.”；（Mater. Sci. Eng. A 2007；附件7-10）:“冲击后材料的微结构演化也证实铝基复合材料比单相合金更容易热塑失稳而应变局部化。这些结果和Dai等[代表性论文2]的观察一致，即高应变梯度是绝热剪切带形成的强驱动力.”。
发现点：内蕴非均匀结构效应的非晶合金剪切带新理论。代表性引文【4,5,6,7】
美国乔治亚理工学院N.N. Thadhani教授在代表性引文【4】这样评价：“Jiang 和Dai[代表性论文5]揭示了剪切带失稳的自由体积起源。他们解释了自由体积软化和经典的热软化可导致完全不同的剪切带机理。…... Jiang和Dai[代表性论文5]进一步解释了剪切带内动态应变率导致的局部瞬态温升，这会加速自由体积的净产生，从而有利于自由体积软化为起源的剪切带失稳.”。
日本东京大学H. Tanaka教授在代表性引文【5】中：“这种剪切带内密度涨落的增强，更确切地是自由体积的聚集，已经得到非晶合金单轴压缩实验的证实27-29.”，其中28是代表性论文4。
英国剑桥大学A.L. Greer教授和美国约翰霍普金斯大学E. Ma教授在代表性引文【6】用1个多页面、3幅原图，详细介绍并充分肯定了代表性论文5关于剪切带形成过程中热和自由体积相互作用的结果。他们这样评价：“正如Jiang 和Dai所全面揭示（comprehensively demonstrated）的那样。即使热不是非晶合金中剪切局部化的起源，它也必将对剪切带起重要影响。他们的模型......。一个重要的优点（A key merit）是不同的因素可以单独进行建模分析。......从这个连续介质模型可以得出重要的一点（A key point）是，一旦有热产生，温度将随着应变持续升高。这种耦合模式下的近似线性增长与上述方程（4）对热的简单描述几乎一致.”。
德国莱布尼茨固体材料研究所J. Eckert教授和中科院物理所汪卫华院士等【Acta Mater. 2012；附件7-11】评述：“一般来讲，剪切带起始于局部的软化区域，软化机制可以归因于局部热影响[30-32] 或者剪胀（自由体积产生）[11-13] 或者两者的耦合[代表性论文5] .”。
美国布朗大学高华健院士等在代表性引文【7】中将代表性论文7作为他们的研究出发点：“一个重要的突出问题（An important outstanding question）是这两个长度尺度，即STZ尺寸和剪切带厚度，是否以及如何相互关联的.25”。在文章结尾，他们这样总结：“有趣的是，我们发现对于三种玻璃的剪切带厚度和STZ特征尺度的比例几乎保持恒定，为8。这也和剪切带厚度大致等于10倍STZ尺寸的观测是一致的.25”，从而验证了该项目关于非晶剪切带厚度的理论预测。
发现点三：非晶合金剪切带诱致断裂机理。代表性引文【4,8】
美国加州大学C.H. Rycroft教授和以色列威兹曼科学院E. Bouchbinder教授评价（代表性引文8）：“对于多组分低冷速的块体非晶合金，裂纹成核不大可能与流体弯月失稳相关，而很可能是裂尖孔洞成核[代表性论文8]。后者最近已经得到实验和模拟支持[代表性论文8，35-38]...”。
日本东北大学原校长A. Inoue院士、英国剑桥大学A.L. Greer教授等合作的系列论文中【Scripta Mater. 2009 & 2010; Intermetallics 2011; Acta Mater. 2012；附件7-12】重点阐述了代表性论文8提出的非晶断裂韧脆转变准则，来解释他们的实验现象。例如，他们评价（Scripta Mater. 2009）：“正如Jiang et al. [代表性论文8]指出，两个重要的尺度决定了断裂形貌的长度尺度：裂尖曲率半径R和弯月失稳的临界波长λc。R依赖于断裂模式。…虽然数值上有些差异，但是基本思想是一致的”。
印度理学院U. Ramamurty院士等在【Acta Mater. 2009；附件7-13】中大篇幅引用并阐述TTZ模型，在文中评价到：“特别地，Jiang et al.[代表性论文8]把非晶合金中观察到的准解理断裂拟想成TTZ的结果。... 这一点在本文的韧脆转变框架中极为重要（paramount importance）。...”。
香港理工大学K.C. Chan教授和中科院物理所汪卫华院士等在【Acta Mater. 2008；附件7-14】中，直接引用代表性论文8提出的TTZ模型及理论方程预测实验观测的纳米周期条痕尺度，发现预测值与实验值非常接近（“very close to”）。
五、代表性论文
1. L.H. Dai,*Z. Ling, Y.L. Bai/ Size-dependent inelastic behavior of
particle-reinforced metal-matrix composites/ Composites Science and Technology/ 2001, 61: 1057-1063.
2. L.H. Dai,* L.F. Liu, Y.L. Bai/ Effect of particle size on the formation of adiabatic
shear band in particle reinforced metal matrix composites/ Materials Letters/ 2004, 58: 1773-1776.
3. L. F. Liu, L. H. Dai,* Y. L. Bai, B. C. Wei/ Initiation and propagation of shear bands
in Zr-based bulk metallic glass under quasi-static and dynamic shear loadings/ Journal of Non-Crystalline Solids/ 2005, 351: 3259-3270.
4. L. F. Liu, L. H. Dai,* Y. L. Bai, B. C. Wei, J. Eckert/ Behavior of multiple shear
bands in Zr-based bulk metallic glass/ Materials Chemistry and Physics/ 2005, 93: 174-177.
5. M. Q. Jiang, L. H. Dai*/ On the origin of shear banding instability in metallic
glasses/ Journal of the Mechanics and Physics of Solids/ 2009, 57: 1267-1292.
6. Y. Chen, M.Q. Jiang, L.H. Dai*/ Collective evolution dynamics of multiple shear
bands in bulk metallic glasses/ International Journal of Plasticity/ 2013, 50: 18-36.
7. M. Q. Jiang, W. H. Wang, L. H. Dai*/ Prediction of shear-band thickness in
metallic glasses/ Scripta Materialia/ 2009, 60: 1004-1007.
8. M. Q. Jiang, Z. Ling, J. X. Meng, L. H. Dai*/ Energy dissipation in fracture of bulk
metallic glasses via inherent competition between local softening and quasi-cleavage/ Philosophical Magazine/ 2008, 88: 407-426.
六、主要完成人情况
姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位
戴兰宏一力学所学位
委员会主任
研究员
中国科学院
力学研究所
中国科学院
力学研究所
白以龙二无研究员/院士中国科学院
力学研究所
中国科学院
力学研究所
蒋敏强三无研究员中国科学院
力学研究所
中国科学院
力学研究所
刘龙飞四材料科学与
工程学院副
院长
副教授湖南科技大学
中国科学院
力学研究所
陈艳五无副研究员中国科学院
力学研究所
中国科学院
力学研究所
对本项目贡献：
第一完成人—戴兰宏：发展了位错机制依赖的应变梯度本构，揭示了内禀结构尺寸/应变梯度效应对热塑剪切带形成具有驱动作用；建立了表征非晶合金自由体积－热－粘塑性剪切流动的统一理论框架，得到了剪切带失稳判据、协同演化、特征厚度以及诱致断裂机理等一系列原创性成果。是代表性论文[1]-[8]的通讯作者兼[1]和[2]的第1作者。
第二完成人—白以龙：为颗粒增强金属基复合材料和非晶合金的剪切带分析提供理论指导，参与建立了应变梯度依赖热塑剪切带理论和非晶合金自由体积－热－粘塑性剪切流动的统一理论框架，分析了非晶剪切带的失稳机制，是代表性论文[1]-[4]的主要作者。
第三完成人—蒋敏强：对重要科学发现点2和3做出了创造性贡献：澄清了非晶合金剪切带耦合软化过程中自由体积和热的相互作用机制，参与了非晶剪切带协同演化模型的建立以及机理分析，得到了理论预测非晶剪切带厚度的解析表达；提出了“拉伸转变区”模型与韧脆转变准则，澄清了非晶剪切带诱
致断裂过程的能量耗散机制。
第四完成人—刘龙飞：实验发现了应变率、自由体积和温度等是影响剪切带形成的主要因素，分析了非晶剪切带的失稳机制，参与了颗粒增强金属基复合材料热塑剪切带的实验研究与机理分析。
第五完成人—陈艳：发展了非晶合金多重剪切带协同演化理论模型，构建了样品尺寸依赖的剪切带形核-扩展能量耗散竞争图谱。
七、完成人合作关系说明
从1992年9月至1996年8月，第一完成人作为第二完成人的博士研究生，在其指导下开展金属基复合材料热塑剪切带形成机制的研究；从2005年9月至今，第三完成人先后作为第一完成人的博士研究生和团队成员，在其指导下开展非晶合金剪切带及其诱致断裂行为的研究；从1999年9月至2006年12月，第四完成人先后作为第一完成人和第二完成人联合指导的硕士、博士研究生，开展金属基复合材料热塑剪切带和非晶合金剪切带行为研究；从2007年9月至今，第五完成人先后作为第一完成人的博士研究生和团队成员，在其指导下开展非晶合金多重剪切带行为的研究。
完成人合作关系情况汇总表
序号合作方式合作者合作时间合作成果证明材料备注
1 论文合著戴兰宏、刘龙
飞、白以龙1992年9
月-2006
年12月
Effect of
particle size
on the
formation of
adiabatic
shear band
in particle
reinforced
metal
matrix
composites
代表性论文
2
2 论文合著蒋敏强、戴兰
宏2005年9
月-至今
On the
origin of
shear
banding
instability in
metallic
glasses
代表性论文
5
3 论文合著陈艳、蒋敏
强、戴兰宏2007年9
月-至今
Collective
evolution
dynamics of
multiple
shear bands
in bulk
metallic
glasses
代表性论文
6
中国科学院力学研究所岗位管理实施办法 （力发人教字〔2007〕134号） 第一章总则 第一条根据中国科学院《关于印发〈中国科学院岗位管理实施办法〉的通知》（科发人教字〔2007〕207号）的有关规定，为实现我所人力资源管理的科学化、规范化、制度化，结合我所科技发展的规划，制定本办法。 第二条围绕我所科技发展规划的要求，遵循按需设岗、职数控制、结构合理、动态优化、管理规范的原则，按照院核定的岗位总量和结构比例科学设置各类岗位。 第三条本办法适用于我所在岗人员。所级领导干部按照干部人事管理权限的有关规定执行。 第二章岗位类别与岗位等级 第四条我所设置创新岗位和项目聘用两种岗位，分别包括科技、支撑和管理三类岗位。 第五条科技岗位是指各实验室（研究部）从事基础研究和战略高技术研究工作，具有相应专业技术水平和能力要求的工作岗位。我所科技岗位包括自然科学研究系列、工程技术系列专业技术岗位。 科技岗位执行自然科学研究系列或工程技术系列，等级设置按照《中国科学院岗位管理实施办法》规定（见附表1）。 第六条支撑岗位是指为我所科技工作提供技术支撑和辅助性工作的岗位，主要设置在实验平台技术支撑、实验室（研究部）学术与行政助理、网络与图书信息保障、学会期刊出版等岗位。 支撑岗位主要执行专业技术系列中的工程技术系列、实验技术系列、图书资料和出版系列等专业技术岗位，也包括工勤技能系列岗位。 对兼有管理职责要求的支撑岗位，确因工作需要，也可执行职员系列。 支撑岗位的等级设置按照《中国科学院岗位管理实施办法》规定（见附
表1）。 第七条管理岗位是指职能部门承担领导职责或管理职责的工作岗位。管理岗位主要执行职员系列，等级设置按照《中国科学院岗位管理实施办法》规定（见附表1）。 对兼有专业技术职责要求的科技管理岗位，根据工作需要，可设置为相应的专业技术岗位。会计、审计等国家有职业资格要求的岗位，设置相应的专业技术岗位。 第八条项目聘用岗位系列的设置与等级同上述创新岗位，但原则上，不设置正高级专业技术岗位和五级及以上职员岗位。 第三章岗位结构比例 第九条创新岗位中科技、支撑与管理三类岗位的宏观结构比例为70%、20%、10%。 第十条创新科技岗位(含执行专业技术系列的管理岗位)中，高级科技岗位(专业技术一至七级岗位)的比例占科技岗位总数的70％，正高级岗位(专业技术一至四级岗位)不超过高级科技岗位总数的40％。其中：正高级科技岗位中，专业技术一级岗位为国家专设的特级岗位，由国家实行总量控制和管理，专业技术二级、三级、四级岗位之间的宏观结构比例为2:4:4； 副高级科技岗位中，专业技术五级、六级、七级岗位之间的结构比例为3:4:3； 中级科技岗位中，专业技术八级、九级、十级岗位之间的结构比例为4:4:2； 初级科技岗位中，专业技术十一级、十二级岗位之间的结构比例为8:2。 第十一条创新支撑岗位中，高级支撑岗位(专业技术三至七级岗位)不超过支撑岗位总数的50％，正高级支撑岗位(专业技术三至四级岗位)不超
《河北省自然科学奖推荐书》填写说明 《河北省自然科学奖推荐书》是河北省自然科学奖评审的基础文件和主要评审依据。应严格按照河北省科学技术厅当年推荐通知，按照推荐书规定的格式、栏目及要求如实填写。形式审查不合格项目，不提交当年河北省科学技术奖评审。 《河北省自然科学奖推荐书》包括电子版推荐书和书面推荐书两种形式。 电子版推荐书包括主件（第一至第十一部分）和附件（第十二部分附件目录所列内容），须按要求填写和上传。正文文字使用宋体，不小于小五号字，标题和图标文字格式自行设置（建议以黑体、仿宋、楷体为主）。 书面推荐书包括主件（第一至第十一部分）和附件（第十二部分）。主件从推荐系统中直接生成并打印，内容应与电子版推荐书相关内容完全一致。推荐书主件和附件装订成册，大小为A4（高297毫米，宽210毫米），竖向左侧装订，不要另加封面。书面推荐书一式两份，原件（封面右上角标注“原件”字样）和复印件各1份装。 《河北省自然科学奖推荐书》主件除主要完成人、推荐单位或推荐人隐私信息外，其他内容根据评审管理的需要可向社会公开。 一、项目基本情况 1．学科评审组：按照《自然科学奖学科评审组评审范围》，根据推荐书填写的第一个学科分类名称，由系统自动生成。学科评审组名称如下所列：101、数学与力学；102、物理与天文；103、化学；104、地球科学；105、生物学；106、基础医学；107、信息科学；108、材料科学；109、工程技术科学。 2．项目名称：应当围绕代表性论文的核心内容，简明、准确地反映项目科学发现的主要内容和特征，字数（含符号）不超过30个汉字。 3．主要完成人：由推荐系统根据“主要完成人情况表”自动生成。 4．第一完成人工作单位：是指第一完成人报奖时所在单位，由推荐系统根据“主要完成人情况表”自动生成。 5．推荐单位或推荐专家：推荐单位指推荐本项目的各市科技局、省政府有关部门等具有推荐资格的单位，需加盖公章；推荐专家指与本项目研究学科领域密切相关并联名推荐本项目的院士，需本人签字。 6．学科分类名称：是评审工作中确定学科评审组、遴选评审专家的主要依
国家自然科学奖推荐书 (2017年度) 一、项目基本情况 学科评审组：序号：编号：
三、项目简介 （限1200字） 浅部资源日趋枯竭，矿产开采走向深部，传统岩石力学理论无法适应深部采矿实践，特别是不能准确获取岩石动力学参数和无法揭示深部硬岩非常规破坏等灾害问题，硬岩矿深部开采理论与技术长期以来没有突破性进展。该项目突破以单一受力状态为特征的传统岩石静力学和岩石动力学理论制约，在提出中高应变率岩石动力测试方法并精确获取岩石动力破裂特性与能耗特征的基础上，建立岩石动静组合加载理论，深刻揭示深部硬岩破裂机理与灾变特征，进而为提出以深部硬岩灾害诱变与能量调控为特征的深部硬岩非爆连续开采模式提供理论支撑。通过近20年持续研究，主要内容和科学发现包括： （1）中应变率下岩石动力测试方法。提出半正弦波加载理论，突破了传统的矩形波加载方法，解决了岩石动力加载过程中波形弥散、应变率变化大、重复加卸载等国际难题，实现了近定常应变率下岩石动态本构参数与能耗特征的准确获取，制订了国际岩石动力学测试标准，在全世界推广应用。 （2）岩石动静组合加载理论。提出动静组合加载学术思想，发明并建成世界上第一套岩石动静组合加载试验系统，揭示了岩石在动静组合载荷下的破裂机理与能量耗散特征，突破了传统单一动载或静载方法的局限，为新型钻采设备的研发提供了核心理论与技术支撑。 （3）深部硬岩灾害发生机理与能量调控理论。提出了基于岩层特性与岩石冲击指数关系的硬岩辨识方法，建立了以组合加载能量密度为指标的高应力岩体灾变失稳与破坏判据，揭示了开采扰动下高应力硬岩能量转移机理，获得了深部硬岩致灾储能向工程有益能量转化的有序调控方法，为从传统的钻爆非连续开采到高效非爆连续开采的硬岩深部开采方法变革奠定了基础。 项目的科学价值在于：(1)提出的岩石动力测试方法为中高应变率下岩石力学参数的准确获取提供了新的方法和标准；(2)提出的岩石动静组合加载理论，真实还原了深部硬岩开采的力学环境，揭示了深部硬岩破裂机理。(3)提出的能量调控下的灾害诱变与动静耦合破岩方法，为硬岩矿物资源采矿方法变革提供了重要的理论支撑。 该项目得到国家杰出青年科学基金、教育部长江学者创新团队、国家自然科学基金重点/重大课题、973课题等资助，成果在Int J Rock Mech Min、Rock Mech Rock Eng等本领域Top期刊上发表并被广泛引用，8篇代表性论文SCI他引202次,总他引511次。出版有《岩石冲击动力学》（第九届中国图书奖）、《岩石动力学基础与应用》、《冲击机械动力学与反演设计》等著作；“组合加载”成为国家基金委研究领域的通用关键词，授权发明专利9项；提出的半正弦波加载方法被国际岩石力学学会采纳为标准测试方法；自主研发的动静组合加载实验系统已成为国内外数十家研究机构开展研究的平台，提出基于动静组合加载理论的非爆连续采矿方法创新了深部矿产开采理论。“复杂加载下的岩石脆断理论与实验方法”获2003年湖南省科学技术进步奖(自然科学)一等奖，“岩石动静组合加载理论与方法”获2014年湖南省自然科学奖一等奖。
中科院力学所科技成果——高速列车系列技术2008年科技部与原铁道部签订了两部联合行动计划即《中国高速列车自主创新行动计划》，启动了国家支撑计划重大项目“高速列车关键技术研究及装备研制”，目标是研制最高运行时速380公里的新一代高速列车。在此背景下，初步形成了目前的高速列车空气动力学科研团队。 团队核心成员主要围绕高速列车气动性能和气动噪声评估、气动优化设计、动模型气动实验技术、列车结构静/动强度评估和设计、气动对车辆运行安全性和舒适性影响等开展研究。涉及空气动力学、结构动力学、车辆动力学、噪声工程、实验技术等多学科系统耦合问题。该团队参与了我国已研制和在研的所有高速列车气动性能评估和气动定型设计，具有较强的团队精神、科研攻关能力，对我国高速列车设计技术提升和高铁产业的发展起到了不可替代的作用。 技术介绍及特点 在国家科技支撑计划重大项目“中国高速列车关键技术研究及装备研制”的资助下，中国科学院力学研究所高速列车团队形成了较完备的高速列车空气动力学设计技术。建立了优化设计方法和动模型实验平台，形成了我国高速列车空气动力学研究体系。其主要特点有： 1、基于压缩空气加速、磁涡流非接触制动、实验快速恢复等发明技术，研制了世界上规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车动模型实验平台。同时，研制了具有弹性隔振支撑、加减速段限位和实验段自动切换的车载六分量测力天平，填补了动模型气动力测量的
技术空白。利用该平台，已为我国多种高速列车研制提供了气动实验支撑数据。 2、发展了多目标优化设计方法，构建了高速列车气动优化设计平台。以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标，通过优化，得到了性能更优的标准动车组气动方案。大西线线路考核试验表明，中国标准动车组具有更加优良的气动性能。 3、本项目发展的高速列车气动优化设计技术，已用于我国CRH380系列、中国标准动车组、更高速度等级高速列车、城际列车等研制，为中国高速铁路发展做出了突出贡献。参与“京沪高速铁路工程”项目获2015年国家科学技术进步特等奖。主持“高速列车空气动力学优化设计及评估技术”项目分别获2016年中国力学科技进步一等奖和2014年第五届中国侨界创新成果贡献奖。参与“设计时速380公里高速动车组技术研发及应用”项目获2012年铁道科技进步特等奖。 应用领域 1、高速列车的气动特性评估 2、高速列车动模型试验 3、高速列车外形优化设计 技术成熟度及应用案例 1、CRH380系列高速列车气动定型设计 针对新一代CRH380A高速列车研制，完成了多种头型方案无横风和不同强度横风运行场景下的气动性能和气动噪声评估；完成了单
《浙江省科学技术奖推荐书》填写说明 《浙江省科学技术奖推荐书》（以下简称《推荐书》）是浙江省科学技术奖评审的基本技术文件和主要依据，必须严格按规定的格式、栏目及所列标题如实、全面填写。 《推荐书》要严格按规定格式打印或铅印，大小为 A4 开本（高 297 毫米，宽 210 毫米）竖装。文字及图表应限定在高257毫米、宽170毫米的规格内排印，左边为装订边，宽度不小于 25 毫米，正文内容所用字型应不小于 5 号字，推荐书及其指定附件分别装订成册，其大小规格应一致。装订后的《推荐书》勿另附封面。 《推荐书》要严格按浙江省科学技术厅当年推荐通知的要求报送材料。 注意事项 1. 《推荐系统》下载地址：http:xxx 。各推荐单位从上述网站下载、安装“浙江省科学技术奖励推荐系统”。 2. 每个项目推荐书附件一“项目详细技术内容”不超过 30 页，其它附件（申报书中第十部分）内容也不超过 30 页。 3. 项目申报包括两部分内容： （ 1 ）网络推荐，推荐书由《浙江省科技奖励项目推荐系统》导出后，形成的 DAT 格式文件，通过网络上报；附件一“项目详细技术内容”直接上传 word 电子文档 ( 不超过 30 页、 3MB 大小 ) ，其它附件通过扫描上传（ JPG 格式），每页不超过 150KB 。 （ 2 ）书面推荐，包括推荐书和附件，推荐书递交数目详见当年申报通知，推荐书必须用《浙江省科技奖励项目推荐系统》“打印推荐书”功能打印；附件只提交一份。 一、项目基本情况 《专业评审组名称及代码》按照以下所列填写推荐项目所属专业评审组名称及代码。专业评审组名称及代码如下所列： 101、机械 102、电子 103、材化 104、城建 105、轻工 106、农一 107、农二 108、医卫 109、中医药 110、软科学 111、基础理论 《项目类别》分类如下： ①基础理论②技术发明③技术开发④社会公益⑤重大工程⑥软科学 类
中国科学院流固耦合系统力学 重点实验室 Key Laboratory for Mechanics in Fluid Solid Coupling Systems Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences 季报 2019年第1期（总第17期） 目录 中科院流固耦合系统力学重点实验室现场评估工作顺利完成 (2) 中科院流固耦合系统力学重点实验室召开2019年室务会 (3) 中国航空学会空气动力学分会飞行载荷专业工作会在扬州召开 (6) 圆柱阵列波浪力幅值的波动现象和预报公式 (8) 轻质金属点阵圆柱壳结构制备与力学性能研究进展 (9) 力学所提出一种大幅提升3D打印点阵结构力学性能的新方法 (11) 雾化稠油掺稀降粘技术研究进展 (12) 南海天然气水合物试采安全评价研究进展 (14) 油气水多相流量计研究进展 (15) 空化致板间液滴界面稳定性研究获得多个奖项 (16) 空泡与柔性膜的流固耦合研究获得2019度中国力学大会优秀墙报奖. 18
中科院流固耦合系统力学重点实验室现场评估工作顺利完成 7月15日，中科院前沿科学与教育局、中科院重点实验室现场评估专家组一行14人莅临中科院力学所，对依托力学所建设的流固耦合系统力学重点实验室进行现场评估。专家组组长顾逸东院士主持了评估会议并宣布了现场评估的议程安排。力学所所长秦伟，党委书记、副所长刘桂菊，副所长魏宇杰，副所长尹明及流固耦合系统力学重点实验室学术委员会主任、实验室主任参加会议。 实验室主任黄晨光做实验室主任工作报告，围绕发展定位与研究方向、科研任务与代表性成果、队伍建设与人才培养、开放交流与运行管理等方面，向专家组汇报了评估期内的发展成果和工作成效。杨国伟研究员、王展研究员分别做“高速列车气动设计与流固耦合动力学特性研究”和“极端海洋环境及其与工程结构的流固耦合理论”代表性成果报告。专家组肯定了实验室取得的成绩以及工作亮点，并就汇报和自评估报告中的存疑事项进行了交流。 现场评估专家组还查看了高速列车动模型试验平台、海洋流固土耦合实验室、多相流体力学实验室、冲击与耦合效应实验室的科研仪器建设、大型科研仪器设备使用共享等情况，同时，参观了实验室的展板窗口。在此基础上，专家组召开会议，根据现场考核情况对实验室进行打分，并初步形成了评估意见。 经过努力，实验室顺利完成了此次中科院重点实验室现场评估工作，并在评估中充分展现了自身的优势和特色，最终取得良好的评估成绩。 在国家科技创新基地优化整合的背景下，实验室将积极适应新形势和新要求，进一步加强实验室建设和运行管理工作，全面提升科研平台建设水平和运行效率，为加快科技创新提供良好的条件支撑。 （流固耦合系统力学重点实验室供稿）
研究所代码 代码研究所 80005 中国科学院武汉岩土力学研究所 80007 中国科学院力学研究所 80008 中国科学院物理研究所 80009 中国科学院高能物理研究所 80010 中国科学院声学研究所 80012 中国科学院理论物理研究所 80014 中国科学院上海原子核研究所 80017 中国科学院近代物理研究所 80018 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所80019 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站80020 中国科学院武汉物理与数学研究所 80021 中国科学院紫金山天文台 80022 中国科学院上海天文台 80023 中国科学院云南天文台 80024 中国科学院国家授时中心 80025 中国科学院国家天文台 80026 中国科学院声学研究所东海研究站 80027 中国科学院渗流流体力学研究所 80028 中国科学院新疆理化技术研究所 80029 中国科学院自然科学史研究所 80030 中国科学院理化技术研究所 80032 中国科学院化学研究所 80033 中国科学院广州化学研究所 80035 中国科学院上海有机化学研究所 80036 中国科学院成都有机化学研究所 80037 中国科学院长春应用化学研究所 80038 中国科学院大连化学物理研究所 80039 中国科学院兰州化学物理研究所 80040 中国科学院上海硅酸盐研究所 80041 中国科学院过程工程研究所 80042 中国科学院生态环境研究中心 80043 中国科学院山西煤炭化学研究所 80045 中国科学院福建物质结构研究所 80046 中国科学院青海盐湖研究所 80053 中国科学院兰州地质研究所 80054 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 80055 中国科学院南京地质古生物研究所 80057 中国科学院测量与地球物理研究所 80058 中国科学院大气物理研究所 80060 中国科学院地理科学与资源研究所 80061 中国科学院南京地理与湖泊研究所
国家自然科学奖申报材料公示 一、项目名称： 电动汽车动力电池强时变非线性的解析建模与状态量高精度估计 二、提名者及提名意见： 中华人民共和国教育部 该项目面向国际前沿和国家战略，在动力电池管理核心模型和算法方面做出一系列原创性国际引领贡献：发现了动力电池输出特性与其内部参数和状态间存在间接映射关系，阐释了输出电压具有的动、静态分量解耦特性以及动态分量具有的多阶RC解析特性，提出并建立了具有普适性的动力电池N阶等效电路模型，拓展建立了融合电化学机理模型、分数阶阻抗模型的动力电池机理-频域-电气特性综合解析模型；发现了动力电池荷电状态SOC与其开路电压OCV相关且存在单调映射关系，首次提出了基于实车片段数据的SOC映射参数重构方法，建立了滤波器类动力电池自适应SOC估计算法；发现了动力电池组系统充放电末期具有的强极化非线性特性并引发端电压明显的不一致性，揭示了动力电池实际工作环境的差异对其性能衰退的影响机制以及动力电池不一致性对其性能衰退的耦合效应和演化机理，提出了基于“表征单体模型+偏差量化模型”的动力电池组系统状态估计算法，有效解决了动力电池“模型建不精”、“状态估不准”、“系统管不好”三大难题，成功用于华为、北汽新能源、宇通客车、联合汽车电子等主流企业，具有重要科学和工程价值。 8篇代表作SCI他引1130次、谷歌学术他引1956次，其中3篇入选“中国百篇最具影响学术论文”、2篇入选SCI期刊年度最佳论文奖。完成人作国际会议特邀报告16次，入选科睿唯安高被引科学家。 申请材料属实，完成人排名无异议。 提名该项目为国家自然科学奖贰等奖。
三、项目简介 发展新能源汽车是国际共识和我国的国家战略，电动汽车是主要技术选择。动力电池系统是电动汽车的技术瓶颈，其精准管理是保障整车高效、安全和动力电池长寿命运行的核心，动力电池状态量的高精度、强鲁棒性估计一直是行业技术攻关的国际难题和学术研究的前沿热点。项目组在国家自然科学基金、863计划等支持下，历时9年理论研究，取得系统性、原创性成果。 1.发现了动力电池输出特性与其内部参数和状态间具有的间接映射规律，阐释了端电压的动、静态分量解耦机制以及动态分量具有的多阶RC解析特性，建立了具有普适性的动力电池N阶电气解析模型，融合电化学机理模型、分数阶阻抗模型，建立了动力电池机理-频域-电气特性综合解析模型。发明了基于存档和实时运行数据驱动的五步骤动力电池模型参数辨识方法，实现了模型结构和阶次优化，大幅提高了模型的高精度、环境感知和可靠性等属性。 2.发现了动力电池荷电状态SOC与其静态电势/开路电压OCV相关且存在单调映射关系，建立了融合动力电池N阶电气解析模型的OCV在线辨识和SOC估计方法。针对OCV-SOC映射关系的差异性，首次提出了基于实车片段数据的SOC 映射参数重构方法。提出了将动力电池SOC和动态极化电压作为状态量、将输出电压作为观测量的SOC估计模型，增强闭环校正精度，建立了滤波器类动力电池自适应SOC估计算法体系。发明了多时间尺度动力电池SOC、容量、内阻的多状态量协同估计和精度自适应标定方法，提高了状态估计的鲁棒性。 3.发现了动力电池组系统充放电末期具有的强极化非线性特性并引发端电压明显的不一致性，首次提出分别以能量最大利用、安全应用为目标约束的动力电池组系统SOC分段高精度估计准则。揭示了动力电池组系统实际工作环境的差异对其性能衰退的影响机制以及动力电池不一致性对其性能衰退的耦合效应和演化机理，建立了以SOC、容量、温度等为自变量、以偏差为因变量的近似模型。首次提出基于“表征单体模型+偏差量化模型”的动力电池组系统状态估计算法，提高了状态估计的精度和适用性。 该项目在动力电池管理核心模型和算法方面做出原创性国际引领贡献，发表论文SCI检索49篇、ESI高被引21篇。8篇代表作SCI他引1130次、谷歌学术他引1956次、最高单篇他引504次，其中3篇入选“中国百篇最具影响学术论文”(电动汽车领域仅有的3篇)、2篇入选SCI期刊年度最佳论文奖。授权发明专利6件。完成人作国际学术会议特邀报告16次，任IEEE电气化交通大会ITEC2014和国际应用能源大会ICAE2016大会主席，入选科睿唯安高被引科学家。成果得到Shixue Dou、欧阳明高、Stefan Pischinger院士等国际学术同行的高度评价。项目成果在华为、北汽新能源、郑州宇通客车、联合汽车电子等企业得到成功应用，主要指标同比优势明显。中国汽车工程学会组织科技成果评价，认为“……建立了动力电池系统集成参数辨识与状态在线估计综合优化方法，动力电池状态估计技术处于国际领先水平”。
中国科学院力学研究所研发成功等离子体生活垃圾气化发电技术 我国生活垃圾处理方式主要是填埋和焚烧。填埋不仅侵占大量土地，还污染地下水，是不得已而为之的选择。尽管如此，对于土地资源紧张的地区已没有多少场地可供填埋使用。焚烧法虽然减容比高，并能回收能量，但却因二噁英等污染问题遭到公众强烈反对，急需发展新一代的绿色环保、节能降耗的替代焚烧技术。 等离子体是物质第四态，具有许多异于固态、液态和气态的独特的物理化学性质，如温度和能量密度都很高、可导电和发光、化学性质活泼并能加强化学反应等，环保性能优良。通过电弧放电产生高达7000 C的等离子体，将垃圾加热至很高的温度，从而迅速有效地摧毁废物。可燃的有机成分充分裂解气化，转化成可燃性气体，可以用于能源回收，一般称为“合成气”（主要成分是CO+H ）。不可 2 燃的无机成分经等离子体高温处理后成为无害的渣体。 采用等离子体处理垃圾是目前减容效果最显著、无害化最彻底、资源化程度最高的绿色环保技术。与焚烧法相比，等离子体技术最突出的优点有： （1）处理温度高：有害物质摧毁更彻底，二噁英前驱体被彻底破坏分解； （2）可采用还原性气氛或部分氧化性气氛，采用电能作为外加热源，二次污染物排放比焚烧低2-3个数量级，裂解底渣是无害的； （3）合成气流量约为焚烧烟气量的5-10%，易于净化，后处理设备尺寸大大减小，节约了投资成本； （4）能源回收效率高，将筛上物制成合成气，后续利用气体发动机发电，发电效率可高达39%，而焚烧法采用蒸汽轮机，发电效率很难超过22%； （5）等离子体系统可快速启动与停机，等离子体核心工艺灵活，可根据不同的处理目的搭配不同的配套系统； （6）整套设备紧凑，占地小，经济效益好。
《安徽省科学技术奖（自然科学类）推荐书》填写要求 《安徽省科学技术奖（自然科学类）推荐书》是安徽省科学技术奖（自然科学类）评审的基础文件和主要评审依据，应根据安徽省科学技术奖励工作办公室当年推荐通知，按照推荐书规定的格式、栏目及所列标题的要求，如实填写。 《安徽省科学技术奖（自然科学类）推荐书》包括电子版推荐书和书面推荐书两种形式。 电子版推荐书包括主件（第一至第九部分）和附件（第十部分），须按要求填写和上传。主件第二、三、四部分的页边距左右各3.2 ㎝，上下各2.8 ㎝（以推荐系统提供下载的模版为准），正文文字使用宋体，不小于小四号，行距不小于18 磅，标题和图表文字格式自行设置（建议以黑体、仿宋、楷体为主）。 书面推荐书包括主件（第一至第九部分）和附件（第十部分）。主件从推荐系统中直接生成并打印，内容应与电子版推荐书相关内容完全一致。推荐书主件和附件装订成册，纸张规格A4，竖向左侧装订，不要另加封面。 《安徽省科学技术奖（自然科学类）推荐书》填写要求如下： 一、项目基本情况 1、《项目名称》，不超过30 字。应围绕代表性论文专著的核心内容，准确反映科学发现的主要研究内容和特征。 2、《主要完成人》，由推荐系统根据《主要完成人情况表》自动生成。 3、《主要完成单位》，由推荐系统根据《主要完成单位情况表》
自动生成。 4、《推荐单位或推荐专家》，在推荐系统中选择相应推荐单位填写。若选择专家推荐，则由系统根据《专家推荐意见表》自动生成。 5、《学科分类名称》，按重要程度依次填写，可以填写2个学科名称。所填学科名称次序应与项目《重要科学发现》中所列科学发现点所属学科名称和顺序保持一致。 6、《所属科学技术领域》，在推荐系统中选择相应门类填写。 7、《任务来源》，在推荐系统中选择相应类别填写。 8、《具体计划、基金的名称和编号》，不超过300 字。应按重要程度填写，先国家计划，后其他计划，不超过10 项。 9、《已呈交的科技报告编号》，填写在国家科技计划项目申报中心(https://www.doczj.com/doc/d35110772.html,)呈交的科技报告编号，未呈交的可不填。 10、《项目起止时间》，起始时间填写立项、任务下达、合同签署等标志项目开始研究的日期；完成时间填写8 篇代表性论文专著中最近1 篇发表的时间。 二、项目简介 不超过1200 字。应包含项目主要研究内容、科学发现点、科学价值、同行引用及评价等。 三、重要科学发现 1. 重要科学发现 不超过5 页。该部分是推荐书的核心内容，也是评价项目、处理异议的重要依据。“重要科学发现”是项目科学研究内容在创造性方
《陕西省科学技术奖推荐书》填写说明 《陕西省科学技术奖推荐书》适用于《陕西省科学技术奖励办法》中设置的陕西省科学技术奖一、二、三等奖项目的推荐。《陕西省科学技术奖推荐书》是陕西省科学技术奖评审的基本技术文件和主要依据，必须严格按规定的格式、栏目及所列标题如实、全面填写。《陕西省科学技术奖推荐书》由主件和附件组成。主件为第一栏到第十栏，附件为第十一栏。《陕西省科学技术奖推荐书》主件由推荐系统生成，大小不超过2M。要严格按规定格式打印或铅印，大小为A4幅面（高297毫米，宽度210毫米）竖装。文字及图表应限定在高257毫米、宽170毫米的规格内排印，左边为装订边，宽度不小于25毫米，正文内容所用字型不小于5号字，所用图片不大于140k。推荐书附件备齐后应与主件合装成册，其大小规格应与推荐书主件一致。装订后的《陕西省科学技术奖推荐书》不需另加封面。 一、项目基本情况《专业评审组》指项目参加省科学技术奖专业评审时的分组。省科学技术奖共设16个专业评审组： 01 农业评审组；02 林业养殖业评审组；03 国土资源评审组；
04 轻工纺织评审组；05 化工环保评审组；06 金属非金属材料评审组；07 机械评审组；08 动力电气评审组；09 电子信息评审组；10 工程建设评审组；11 医疗卫生评审一组；12医疗卫生评审二组；13医疗卫生评审三组；14 基础研究评审一组；15基础研究评审二组；16 软科学标准计量评审组。各专业评审组评审范围详见《陕西省科学技术奖专业评审组评审范围》。 《类别》指省科学技术奖专业评审将项目分为技术发明类、技术开发类、技术推广类、社会公益类、基础研究类五个类别，分别制定相应的评价指标进行评价和奖励。对应的代码是：01 技术发明；02 技术开发；03 技术推广；04 社会公益； 05 基础研究。 01 技术发明类项目：运用科学技术知识做出新产品、新工艺、新材料及其系统，取得重大技术发明创造，拥有自主知识产权，符合国家经济政策导向，经实施，经济效益或者社会效益显著。 02 技术开发类项目：在技术开发中完成具有市场价值的产品、技术、工艺、材料、设计和生物品种，经一年以上的实施应用，创造显著经济效益和社会效益。 03 技术推广类项目：将先进成熟的科技成果大规模地应用推广，并在适应性研究、技术配套等方面有所创新，取得显著的经济效益和社会效益。
一、项目名称：海气界面多平台探测关键技术及装备 二、项目简介 海气界面层内海洋、气象要素变化极为复杂，海气界面的温度、盐度影响着海洋牧场渔业活动，恶劣海况、低能见度等危险天气严重影响着战略通道航行安全，海洋表面大气波导制约着岛礁安全预警平台的效能发挥，海气界面环境的探测直接关系到国家海洋经济发展、海洋战略利益拓展和国防安全。项目针对海气界面环境立体观测体系建设中面临的天基全域探测、船基走航探测、岸基定点探测技术难题，突破多项关键技术，研制系列装备，技术创新为： 1、星载直接相关型全极化微波辐射海面全域探测技术。针对国内星载海面盐度探测装备空白，L波段盐度探测天线尺寸大，难以星载工程化应用，发明了L波段综合孔径辐射测量技术。发明了星载高精度直接全极化微波辐射接收方法。实现了海面风场全极化弱亮温信息的高灵敏度接收，亮温接收灵敏度优于0.25K；发明了相关型全极化微波辐射定标技术，全极化微波辐射计相位定标精度优于0.5°，幅度定标精度优于0.5dB。 2、船基双极化全固态毫米波航线剖面探测技术。针对基于微波回波信号测波定标困难、波浪参数反演精度低的难题，发明了毫米波干涉模式下的浪高直接测量技术和浪向反演技术,发明了Ka频段双极化全固态毫米波云雾探测和能见度反演技术。实现了能见度单点静态探测向水平、垂直和斜视全方位动态监测的转变，信号检测能力提高10dB以上。 3、岸基连续波和亚毫米波定点廓线连续探测技术。针对常规探空气球获取海气界面温湿风廓线存在低空盲区大、时间不连续等问题，发明了调频连续波相控阵超低空风廓线探测技术，将低空风廓线最低有效探测高度由100m降低到10m；针对风廓线回波信号弱、不易提取、易受有源电磁干扰等问题，发明了风廓线弱回波信号提取和抗有源干扰方法，干扰抑制30dB以上，有用信号功率增加13dB以上，研制了岸基亚毫米波大气温湿廓线探测装备，海气界面温湿廓线连续探测时间分辨率达毫秒级。发明点居国内领先水平。 已授权国家（防）发明专利35项，公开或实审发明专利11项。近三年，新增销售额4.67亿元；为国庆阅兵、北京奥运、南海岛礁建设等重大活动提供了有力支撑，取得了重大社会经济效益。获2011 年上海市技术发明一等奖，2015 年上海市科技进步一等奖。
中科院力学所——便携式大气压空气冷等离子体发生器 中国科学院力学研究所应用等离子体力学课题组隶属于高温气体动力学国家重点实验室。课题组已有近五十年历史。多年来积累了直流等离子体射流产生技术、高频热等离子体射流、大气压非平衡等离子体、交流等离子体射流产生技术，以及多弧离子镀、中频对靶磁控溅射、射频感应等离子体镀膜等技术。在等离子体状态控制和参数诊断方面有长期的工作经验和知识积累。在等离子体材料工艺应用方面开展了大量的低气压/大气压等离子体喷涂、金属表面改性、熔敷、熔凝、镀膜等研究。近年来课题组的主要研究方向集中在等离子体流动稳定性、先进空间电推进、空天高焓流动地面模拟、大气压空气冷等离子体发生器设计等领域。 便携式等离子体发生器 技术介绍及特点 等离子体是物质除固态、液态和气态之外的第四态，按照温度的不同，可以分为高温等离子体和低温等离子体，低温等离子体又分为热等离子体和冷等离子体；按照粒子温度分布的不同可以分为热平衡
等离子体和非热平衡等离子体。大气压冷等离子体以其温度低、无需复杂昂贵真空系统以及活性物质丰富等特征，近年来广泛应用于皮肤治疗、口腔医学、食品工程、材料改性、纳米合成和环境工程等领域，其主要活性物质包括活性氧和活性氮基团、激发态和亚稳态粒子、电场、带电粒子、紫外线及热量等。近些年来，人们根据应用需求的不同，广泛设计了丰富多样的大气压冷等离子体射流发生器。这些射流发生器主要以昂贵的稀有气体作为激发气源，同时等离子体工作离不开体积庞大的气源和电源设备。如何借助自然界条件，充分发挥空气优势，实现大气压空气冷等离子体射流的应用值得我们探讨。我们设计了一款便携式空气冷等离子体发生器，摆脱传统大体积的电源和气源设备，既可以在空气种激发，也可以在水下激发。该便携式空气等离子体射流发生器设计使得大气压冷等离子体从实验室迈向市场走近人类生活成为可能。 应用领域 杀菌消毒：伤口愈合、口腔治疗、医用工具消毒、家居卫生、水果保鲜；
《国家科学技术奖励推荐书》填写说明 《国家科学技术奖励推荐书》适用于《国家科学技术奖励条例》中设置的国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖。《国家科学技术奖励推荐书》是国家科学技术奖励评审的基本技术文件和主要依据，必须严格按规定的格式、栏目及所列标题如实、全面填写。 《国家科学技术奖励推荐书》要严格按规定格式打印或铅印，大小为大十六开本（高297毫米，宽210毫米）竖装。文字及图表应限定在高257、宽170毫米的规格内排印，左边为装订边，宽度不小于25毫米，正文内容所用字型应不小于5号字，推荐书及其指定附件备齐后应合装成册，其大小规格应与推荐书一致。装订后《国家科学技术奖励推荐书》不需另附加封面。 《国家科学技术奖励推荐书》要严格按国家科学技术奖励工作办公室当年推荐通知规定要求报送规定材料。 一、项目基本情况 《奖种》填写欲推荐奖种。 《学科（专业）组代码》指推荐项目应属哪一个学科（专业）评审组评审，需按下列学科（专业）组设置填写对应的数码。 国家自然科学奖对应学科评审组是： 101、数学与力学；102、物理与天文；103、化学；104、地球科学；105、生物学；106、基础医学；107、信息科学；108、材料科学；109、工程技术科学； 国家技术发明奖、国家科学技术进步奖对应专业评审组是： 201农业；202、林业；203、养殖业；210、国土资源与利用；211、轻工；212、纺织；213、化工；214、无机非金属材料；215、金属材料；216、机械；217、动力与电气；218、民用核技术；219、电子与通讯、仪器仪表；220、计算机与自动控制；221、土木建筑；222、水利；223、交通运输；230、技术基础；231、环境保护；232、自然灾害监测预报；233、医疗卫生；234、中医中药；235、药物与生物医学工程；240、公安科技；241、国家安全科技；242、国防科技工业；243、军事科技；244、军队后勤科技；245、军队武器装备科技。 《序号》、《编号》由国家科学技术奖励工作办公室填写。 《项目名称》（中文）应当简明、准确地反映出项目的技术内容和特征，字数（含符号）不超过30个汉字。 《项目名称》（英文）项目的英文名称应翻译准确，不超过200个字符。 《主要完成人》、按《国家科学技术奖励条例实施细则》的有关规定填写，并按照贡献大小从左至右、从上到下顺序排列。国家自然科学奖、国家技术发明奖应当在主要完成人后面注明完成该项目时所在单位。 《主要完成单位》按《国家科学技术奖励条例实施细则》的有关规定填写，并按照贡献大小从左至右、从上到下顺序排列。主要完成单位指具有法人资格的单位。 《推荐单位（或专家）》指组织推荐项目的各省、自治区、直辖市科委，国务院有关部门和直属机构、中国人民解放军各有关总部的科技主管部门及具有推荐资格的单位和专家。 《项目名称可否公布》在"可"或"否"上划"√"。 《密级、保密期限及批准号》应填经上级主管部门审定批准的密级、保密期限及批准号。
中科院力学所科技成果——利科岩土工程分析软件技术介绍及特点 利科（LinkFEA）岩土工程分析软件是针对水利水电工程的渗流、堤坝的应力变形与结构安全性和边坡的稳定性计算分析而自主开发的有限元软件系统。包括渗流计算模块LinkFEA-Seepage、渗流与应力耦合计算模块LinkFEA-Stress和基于有限元应力计算结果的边坡稳定分析模块LinkFEA-Slope三部分。该软件用Fortran语言开发，经历了近20年的水利水电工程分析应用与软件改进扩展，具有计算收敛性好、计算结果可靠等优点。能进行复杂工况下的地下水三维渗流计算、堤坝三维渗流与应力变形耦合计算、堤坝与边坡二维稳定计算。 应用领域 大渡河瀑布沟水电站
澜沧江如美水电站 主要应用于水利水电工程的渗流分析、堆石坝的应力变形与结构安全性分析和边坡稳定分析。近20年来，已经在大渡河瀑布沟、大渡河长河坝、大渡河双江口、澜沧江如美4个里程碑级水电站工程和雅鲁藏布江加查、澜沧江黄登、大渡河硬梁包、黑水河毛尔盖、拉萨河扎雪、象泉河阿青、三岔河引子渡等10多个水电站工程设计的关键问题研究中应用。现正在用于澜沧江如美、金沙江拉哇和雅鲁藏布江米林等超大水电站的设计研究中。该软件也曾应用于上海洋山港码头的研究和部分工程的地下水环境评价分析。 技术成熟度及应用案例 LinkFEA软件的核心计算功能经过若干考题考核，在水利水电行业有近20年的应用，在水电站渗流控制、堆石坝结构设计和边坡稳定评价与边坡工程设计中，其计算分析成果，已经作为工程设计的依据，得到水电行业设计与审查部门的认可。依据工程分析的需要，软件的功能还在不断得到扩充。但软件本身在友好交互界面、建模和后
国家自然科学奖推荐书 ( 2017 年度) 一、项目基本情况 学科评审组：序号：编号： 国家科学技术奖励工作办公室制
二、推荐单位意见（专家推荐不填此栏）
三、项目简介 焊接是重要的先进制造技术，常规的熔焊方法由于温度高、热输入大，接头微观组织与热应力难控制，无法满足新材料、异种材料的焊接要求，产品焊接质量不稳定，如我国某型号火箭曾因焊点质量问题导致发射失败，美国阿里安娜5火箭也曾因喷管焊接问题导致爆炸。随着新材料及异种材料结构的大量应用，开发先进的特种焊接方法、深入研究焊接冶金机理已成为国际焊接领域的热点。然而焊接学科传统上更多的侧重于工艺与技术优化，焊接过程中的热力耦合机制、组织演化规律与性能调控机理尚不明确，极大的制约了特种焊接技术的进一步发展。该项目面向国家重大战略需求，在国家杰出青年科学基金、973课题等资助下，针对异质金属、同质金属和陶瓷/金属三类代表性材料体系，从焊接制造工程中提炼出科学问题，系统研究焊接过程的本质特征，在热力耦合理论模型建立、组织性能调控与焊接冶金机理揭示等方面取得了重要科学发现，为焊接制造技术的突破性发展奠定了理论基础。主要科学发现包括： 一、揭示了异质金属焊接接头界面化合物形成机制，阐明了接头界面组织演化规律，发展了异质金属焊接接头的组织性能调控理论体系，提出了热输入与冶金联合低温焊接、全固溶阻隔抑制界面化合物的思想，建立了异质金属界面化合物的生长模型，解决了铝/钢、钛/钢等异质金属焊接难题； 二、阐明了同质金属热力作用对接头成形、断裂特征、接头微观组织与性能的影响规律，发现搅拌摩擦焊接头组织和性能在焊缝两侧的不对称性，建立了搅拌摩擦焊接载荷模型和热力耦合产热模型，揭示了“S”线形成的本质原因和水浸冷却对焊接行为的影响机制，为提高接头性能奠定了理论基础； 三、提出了基于热输入与界面结构调控的接头应力缓解思路，揭示了陶瓷与金属焊接接头界面反应特征与应力调控机制，阐明了焊接质量主控因素与焊接机理，发展了陶瓷/金属接头应力调控理论，发现了非平直界面对接头组织与性能的作用规律，建立了陶瓷/金属接头内晶须生长模型，实现了多种陶瓷/金属体系的高质量焊接。 该项目发表SCI论文147篇，其中8篇代表性论文总计被International Materials Reviews、Acta Materialia等期刊SCI他引488次，单篇最高SCI他引149次，他引总计903次，获得了国际学术界的认可。英国皇家科学院和工程院H. K. D. H. Bhadeshia院士、英国皇家工程院P. J. Withers院士、美国工程院S. J. Hu院士、中国工程院林尚扬院士、世界陶瓷学会M. Singh会士等21位院士、国际期刊主编/副主编、学会会士，广泛引用和高度评价了项目组提出的机理与方法。项目负责人冯吉才教授为焊接领域首位国家杰出青年科学基金获得者，担任中国焊接学会副理事长。发表于材料加工领域著名期刊Journal of Materials Processing Technology的论文被引频次在建刊以来的9455篇论文中排名第12位。项目组获国家发明专利授权9项，理论成果及衍生技术已经在运载火箭贮箱、导弹姿轨控发动机喷管、载人深潜器球壳、高速列车车体等关键产品的设计与制造中得到应用，研究成果获2016年黑龙江省自然科学一等奖和2004年教育部自然科学一等奖。
【项目名称】土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术 【推荐奖种】2017年度国家技术发明奖一等奖 【推荐单位意见】 我单位认真审阅了该项目推荐材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合填写要求。该项目针对土木工程结构预防性维护管理这一重大国家需求，系统建立了土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术，通过在结构区域分布传感原理、技术、装置以及结构全面评估方法等方面的核心发明，开发了高性能长耐久的结构区域分布光纤传感及其解调设备，建立了仅利用单种区域分布传感器技术进行结构参数、损伤与荷载全面识别和结构性能直接评估的综合成套技术及理论体系，突破了现有健康监测技术存在的监测系统耐久性差及海量数据无法有效分析结构“健康”状况的瓶颈问题。专家组鉴定结果表明该项目在结构区域分布传感方法、技术、装置及理论的成果均达到国际领先水平。项目成果包括授权发明专利30项，PCT专利2项，发表论文150篇（其中SCI论文56余篇），形成针对结构区域分布光纤传感与健康监测技术的中英文专著、江苏省地方标准和协会标准，相关成果被写入日美土木工程学会权威报告及相关指南。研究成果广泛推广应用于苏通大桥、无锡地铁、日本新干线铁道、美国高速公路桥等30多个国内外重要工程，建成世界最大规模的长江流域桥梁监测群，形成全国首个结构群监测数据中心，直接经济效益超4.6亿。获江苏省科技进步一等奖、公路学会科技进步一等奖并获国家优秀专利奖、国际工业展览会银奖、国际健康监测人物奖等。推荐该项目申报2017年度国家技术发明奖一等奖。 【项目简介】 我国各类基础设施体量大病害多寿命短，利用结构健康监测技术有望实现土木工程结构安全与长寿命服役这一重大国家需求。现有健康监测技术存在传感与采集系统耐久性差、海量监测数据难以有效分析结构损伤与性能等传统难题。为此，本项目历经10余年，通过光纤实现结构关键区域分布传感的原理、技术、装置等核心发明，建立了重大工程结构区域分布传感与健康监测的成套技术理论及技术装备，突破了现有监测系统耐久性差及现有技术无法进行结构“健康”评估的瓶颈。主要发明点包括： 1、发明了高性能长寿命光纤区域分布传感技术 率先研发了一专多能并具有损伤覆盖能力的长标距光纤传感单元，通过长标距化设