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[成果] 1400190081 河南
TH3 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] 1400170593 河南
TV1 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] 1400170191 河南
P33 应用技术 [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] 1400170656 河南
S72 应用技术 [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] 1400170660 河南
TM6 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] 1400170661 河南
TM7 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] 1400170340 河南
TN91 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] 1400190932 河南
TG3 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] 1400470646 河南
P22 应用技术 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] 1400211441 河南
TV7 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] 1400211439 河南
TU3 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] 1200290015 河南
[TP3, U21] 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] 1200290061 河南
S27 应用技术 [水资源管理, 农业服务业] 公布年份:2011
成果简介:该课题结合郑州邙岭研究区基本情况,对灌水技术评价与优选技术、作物需水量、喷灌条件下典型作物的节水灌溉制度与优化设计等问题进行了研究。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业,以增加示范点农业灌溉技术科技含量,因地制宜地选择节水灌溉发展模式,提高水的利用率和水分生产率,研究对促进农业结构调整、农民增收,提升农业竞争力以及改善生态环境,具有重要的现实意义。
[成果] 1200290091 河南
F29 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 社会人文科学研究与试验发展] 公布年份:2011
成果简介:“中原城市群生态城市建设评价指标体系研究”针对中原城市群环境、资源、社会和经济发展的现状,结合国内外生态城市建设与可持续发展理论及实践,运用城市地理学、城市生态学、景观生态学的理论基础,在数理统计方法的支持下,构建了中原城市群生态城市可持续发展的综合评价指标体系,从生态承载力的角度对其可持续发展进行了定量评价,并结合中原城市群生态环境和社会经济发展的具体情况以及项目研究成果,提出了建设生态城市的思路和对策。该课题开展的主要研究内容包括:(1)中原城市群生态城市建设评价指标体系构建及有效性研究;(2)中原城市群生态城市建设评价指标体系采用统计方法进行研究;(3)采用多元统计分析技术中的因子分析方法对数据进行处理,对生态城市建设情况进行了综合评价;(4)中原城市群生态城市建设对策研究,包括城市规划、建设与管理决策,调整产业结构,改善城市与区域生态结构、优化城市发展环境,调整城市用地结构、提高城镇土地效益,建立以人为本的社会体系。
[成果] 1200290092 河南
[S27, X53] 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] 1200290099 河南
TV1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2011
成果简介:项目成果来自“十一五”国家科技支撑计划课题“黄河健康修复关键技术研究”的子课题“黄河下游主槽对径流泥沙过程的响应研究”(编号:2006BAB06B04-03),并结合了黄河水利委员会“河情年度咨询”专项资金“黄河下游淤滩刷槽数值模拟研究”、“黄河下游分区滞洪数值模拟研究”课题,以及河南省自然科学基金“黄河下游河道泥沙输移优化模式”(编号:2007570006)的研究成果。采用的主要技术原理是基于河流能量平衡原理的河流动力学分析、河流平面二维水沙数值模拟与概化物理模型试验分析。
[成果] 1200290100 河南
TV6 应用技术 [公共软件服务, 防洪管理] 公布年份:2011
成果简介:“漳河泄洪影响区洪水模拟研究”项目运用河流系统模拟软件Info Works RS,以漳河水库为试点,利用引进的Info Works RS河流系统模拟软件,分析模型计算原理和主要功能以及特点研究;以观音寺水库下游的漳河为例,水库下游河道洪水边界条件的特点,及超标准洪水的控制方式,建立水库下游河道洪水演进模型。通过分析水库不同下泄流量得出各断面上的相应水位,进而分析了漳河的行洪能力,及超标准洪水的控制运用形式,为汛期防洪调度提供可靠的依据。
[成果] 1300270214 河南
S27 应用技术 [农业科学研究与试验发展, 水资源管理] 公布年份:2011
成果简介:该项目为国家十一五科技支撑计划“灌区地下水开发利用关键技术研究”(2006BAD11B05)的第1子课题。针对中国灌区地下水开发利用中存在的问题,依据灌区地下水开发利用情况、水资源时空分布状况、地下水资源特点,以及灌区的自然条件、经济条件、种植结构,有针对性地提出灌区地下水承载力评价指标体系和评价方法,建立灌区分布式水文模型,开发灌区地下水承载力评价预测系统,为灌区地下水资源的合理利用、高效开发和可持续利用提供技术支撑。课题主要创新点为:(1)提出了灌区地下水承载力的概念、内涵、影响因素以及评价原理和流程,建立了以水资源、生态环境、社会经济、技术管理4个子系统为基础的灌区地下水承载力综合评价指标体系。(2)通过数据共享方式对SWAT和MODFLOW进行耦合,建立了可模拟大气水、地表水、地下水和土壤水相互转化的灌区分布式水文耦合模型,较好地解决了SWAT模型在地下水模拟方面的不足。(3)建立了以GDP、粮食产量、人口和COD排放量等为目标,以灌区水资源可利用量、需水量、人口、社会经济及生态环境等为约束条件的地下水承载力多目标优化模型;将层次分析法与模糊决策方法耦合,提出了多层次模糊综合评价模型;运用该模型对人民胜利渠灌区和宝鸡峡灌区的地下水承载力进行了分析评价。(4)研制了包括产汇流、土壤水运动、地下水运动、模糊综合评价及方案设置和结果展示等子模块的灌区地下水承载力评价与预测系统软件;开发了适合中国国情的井渠结合灌溉模式,增加了污染物COD的模拟功能。研究成果整体达到国际先进水平。研究成果已被中牟县水务局、黄河水利科学研究院等单位应用于水资源规划管理、黄河下游地表水与地下水转换关系等研究中,产生了显著的经济效益、社会效益和生态环境效益。
[成果] 1300270684 河南
TV4 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:无砂大孔混凝土,属于轻质混凝土,它强度不高,但它有较大的孔洞。在这种混凝土的表面上种植草木植被,如果植被根系能够通过孔洞穿过混凝土,扎根到混凝土下的土壤里,就可以绿化混凝土,使混凝土生态化。将它用到水利护坡工程建设中,不仅可以解决护岸防冲问题,还可以使岸坡绿化,减少热岛效应,把混凝土的硬化与绿化完美地结合起来,使混凝土与自然生态和谐相处。主要完成的研究内容如下:无砂大孔生态混凝土的配合技术与达到的性能指标试验分析了水灰比、水泥品种与强度等级、骨料品种与粒径、成型方法等对混凝土应用性能的影响规律,提出了可使无砂大孔生态混凝土获得良好工程应用性能的施工配合比;研制的无砂大孔生态混凝土连通孔隙率大于25﹪,沉浆面积率小于5﹪,抗压强度大于10MPa,满足了合同要求的连通孔隙率大于20﹪,沉浆面积率小于10﹪,强度达到10MPa的主要性能指标。无砂大孔生态混凝土力学性能与抗冲耐久性能试验项目组对无砂大孔混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量和后期强度进行了大量的试验研究,还测试了无砂大孔混凝土的抗冲耐磨性、抗冻耐久性和透水系数,为其在堤防护岸工程中的应用提供技术支持。与国内外同类研究相比,试验研究内容更全面,取得的理论成果更系统。工程应用中间试验开展无砂大孔生态混凝土在堤防护岸工程中应用的中间试验,做了一块植被试验模型,并在其表面成功进行了种植、栽种植被草皮试验,为该材料在堤防工程建设中推广应用,提供了施工操作规程。成果的创新性与先进性:通过大量试验和深入分析,项目组创造性地提出了将沉浆面积率、连通孔隙率和抗压强度作为无砂大孔生态混凝土应用性能的控制指标,进一步完善了无砂大孔生态混凝土理论,解决了植被存活环境量化问题,具有先进性和实用价值。综上所述,该项目研究成果对于水利工程中的堤防护岸工程设计及材料选用具有重要的指导意义和参考价值,首次提出了将沉浆面积率作为无砂大孔生态混凝土应用性能的控制指标,进一步完善了无砂大孔生态混凝土理论;此项研究成果,为无砂大孔生态混凝土在水利工程中的推广应用提供了配合比和指导性施工建议;研究成果的应用,可以带来比较明显的经济效益、生态效益和社会效益。
[成果] 1300270688 河南
TV8 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 防洪管理] 公布年份:2011
成果简介:根据“黄河下游河道水沙资源优化配置研究工作大纲”,该项目对黄河下游河道水沙资源优化配置方法进行了专题研究。一方面采用理论分析、实测资料分析和水沙数学模型计算等多种研究手段,分析总结黄河下游河道水沙特性研究成果,根据输沙水量概念及计算方法,计算了黄河下游河道输沙效率;另一方面结合黄河下游河道调水调沙实践,分析了黄河下游河道水沙资源优化配置的机理,提出了满足高效输沙和安全行洪要求的水沙资源优化配置方法,研究成果为黄河下游河道的治理提供科学的依据,对黄河下游开发治理,特别是恢复黄河下游河道生态与行洪功能具有重要的理论意义与工程实际应用价值。
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