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西安交大主持获得2017年度国家科学技术奖7项
来源: 日期:2018年01月08日 11:38 点击数:

2017年度国家科学技术奖励大会于2018年1月8日在北京召开,习近平、李克强等国家领导人参加大会,并为获奖人员颁奖。西安交大主持7个项目获得国家科学技术奖,获奖数位居全国高校第二,其中1项国家科技进步奖创新团队奖一等奖,2项国家自然科学奖二等奖,2项国家技术发明奖二等奖,2项国家科技进步奖二等奖。

西安交大主持完成的获奖项目基本情况如下:

1.西安交通大学热质传递的数值预测控制及其工程应用创新团队(国家科技进步奖创新团队奖)

西安交通大学热质传递的数值预测控制及其工程应用创新团队面向基础研究及国际学术前沿、国家重大需求及国民经济主战场,围绕热能的高效清洁利用,在热质传递与流动问题的数值预测理论与方法、高效低阻气体及液体换热技术、国防高效热防护技术及装备研发方面,开展了系统深入的创新研究,构建了世界上首个速度与压力耦合的全隐稳定的宏观算法体系,攻克了对流项离散格式稳定性与高精度不能兼具的国际难题;首次构建了多尺度传热的问题计算框架体系及耦合算子;突破了“气体阻力增加必大于传热强化”传统理念,开发了国际领先水平的高效低阻气体换热设备;突破了“依靠流体的速度大小及其方向的突变”强化传热的传统理念,在国际上率先发明了单壳程/多壳程连续螺旋推流强化技术;构建了用于高超声速飞行器的超级隔热材料性能预测模型,指导新型超级隔热材料的设计,使隔热性能达到国际领先水平,研制了大型舰船上的新型隔热冷却装置,可大幅度提高其寿命。

该团队经过20年的发展,形成了“勤奋进取、求实融洽、个性发展、科教融合”的团队文化,重视基础研究,聚焦国际前沿,面向国家重大需求,坚持理论联系实际,关注创新人才培养,广泛开展国际合作,成立了“新能源与非常规能源利用中的热流科学111创新引智基地”、“热科学与工程国际合作联合实验室”、“热流科学与工程教育部重点实验室”等科研基地;承担了国家973计划、863计划、科技支撑计划、重大科技专项、国家自然科学重点基金、总装备部重大专项及海军装备预研加强项目等一批国家级项目及企业委托重大项目和国际合作项目。获7项国家科学技术奖、8项国家级教学成果奖,自2006年共发表SCI论文759 篇;出版著作25部(英文著作3部);授权发明专利80项(其中美国专利2项),获软件著作权45项。

该团队在热质传递数值模拟及强化方面的研究处于国际一流水平,成员担任IJHMT等国际学术刊物的副主编 6人,国际期刊编委、客座编辑20人次,国际学术组织任职6人次;该团队成果应用到沈阳鼓风机集团有限公司、杭州杭氧换热设备有限公司、广东科龙空调器有限公司、大庆油田、洛阳隆华传热节能股份有限公司等企业,取得了重大经济效益。

2.金属材料强韧化的内在与外在微纳尺寸效应(国家自然科学奖)

金属材料强韧化是该领域追求的永恒主题和面临的共性关键问题。该项目针对金属材料强度与延韧性之间本质存在的倒置关系难题,在具有三种典型晶体结构的金属材料中发现了其内在与外在微纳尺寸效应及其耦合对强韧化作用的新规律和新机制,为提高其强韧化水平提供了理论依据与新思路。该项目在Nature、Nature Materials等一流期刊发表的8篇代表作被SCI 他引558次。2篇论文入选ESI高被引论文,1篇入选“中国百篇最具影响力国际学术论文”,并被收入美国和德国科学家编写的3部学术专著。包括国际断裂大会50分钟大会主旨报告在内的国际会议特邀报告30次。获国际权威学者在Nature Materials上正面专题评述2次,并被Nanotoday,NPG Asia Materials等专题正面评论3次。部分成果入选2010年度“中国高等学校十大科技进展”。欧美等国院士和本领域国际权威学者指出:该项目“颠覆了长期以来人们的直觉”,“为同步提高合金强度与延韧性提供了有效途径,是一个非常好的、精致巧妙的、典型的范例”,“提供了所一直追求的高强韧性能组合”。

3.太阳能光催化制氢的多相流能质传输集储与转化理论及方法(国家自然科学奖)

太阳能能流密度低、分散、不连续不稳定,大幅度提高直接太阳能光氢转化效率是研究的核心目标,也是世界级热点难题,其关键科学问题是非稳态太阳辐射能在制氢反应体系内的集储传输转化机制、多物理场耦合的多相连续流和制氢化学反应机理及其能质流时空多尺度匹配规律。该项目通过研究太阳能到氢能整个传输转化过程中反应体系-相界面-催化剂颗粒三个层面及其之间的能质流动和传输、转化和反应、及其互匹配机制,提出了大幅度提高光氢转化效率的新理论新方法,实现了能质高效低阻传输、吸收、集储和转化。项目8篇代表性论文中6篇入选ESI、SCI他引1113次。相关核心技术已授权国家发明专利7项,制定国际上首部关于光催化制氢量子效率和能量效率计算的国家标准并颁布实行5年。项目负责人主持完成的两期973项目均以优秀结题。相关理论及发现促进了多相流光催化化学物理新兴交叉学科分支的形成和发展。成果被欧美加澳中日等多国院士及学者在 Chem Rev、Nature子刊、Nano Lett、Energy Environ Sci等广泛引用。

4.高动态MEMS压阻式特种传感器及系列产品(国家技术发明奖)

航空航天发动机、导弹、水下兵器、登月、燃爆冲击等特种领域,急需在微小尺度下对压力、加速度进行高动态、高灵敏测量,为国家特种与军工急需产品提供性能评估和创新设计依据。但传统传感器无法解决以上测量难题,主要因为其本征结构的灵敏度和固有频率相互制约,导致其精度和信噪比差、信号失真等。该项目历时10年,提出了基于微纳力学耦合、干扰预处理及无频损失封装的传感器设计新思路,发明了高动态MEMS压阻式特种传感器及系列产品,解决了国防及石化等领域的应用急需。获授权发明专利53项,两项成果通过了技术和新产品鉴定,鉴定专家组认为:“研制的微型高频高压产品的综合技术达到了国际先进水平”、“压阻式自由场压力传感器属国内首创,打破了美国PCB公司的垄断与封锁”。开发的高动态MEMS压阻式特种压力/加速度传感器及系列产品在航空航天发动机、卫星发射、石油开采运输等国家标志性科学工程与国防项目上实现了典型应用和产业化,经济社会效益显著,打破了国外垄断,为高性能传感器的国产化做出了突出贡献。

5.先进核动力系统多因素跨维度强耦合动态分析技术及应用(国家技术发明奖)

核动力系统庞杂且运行工况多变,呈现多相态、多因素、病态强耦合特点,传统一维系统分析方法具有很大保守性和不确定度,传统三维实体建模方法无法处理堆芯等庞杂结构而难以实现精细分析。该项目经过 14 年持续攻关,针对核动力系统跨维度多因素强耦合热工安全特性难题,建立了先进核动力系统关键设备稠密结构的多孔介质自适应求解模型和多区动态非平衡模型,发明了全系统跨维度多因素动态分析技术,实现了核心设备、主回路系统、专设安全系统等全系统耦合分析,满足了国家重大核电工程和国防核动力建设急需。项目获授权发明专利20项、软件著作权24项,出版专著1部、教材2部。主要成果通过了科技部、原总装备部、国家能源局等组织的项目验收,结论为:“研究的深度和广度使国内在相关领域的研究达到新的起点”“弥补了国内研究空白”“优于国外同类技术”“项目总体技术处于国际领先水平”。该项目成果已推广到国内多家单位,解决了先进核动力系统跨维度精确分析的技术难题,产生了重要社会效益和国防意义。解决了先进核动力系统跨维度精确分析的技术难题,实现了我国自主化三代核电(CAP1400)、华龙一号等国家重大核电工程和国防军工型号的安全设计,产生了重要社会效益和国防意义。

6.税务大数据计算与服务关键技术及其应用(国家科技进步奖)

该项目结合国家金税工程需求,针对税务数据面临点多线长难验真、省际孤岛难共享、高维特征难建模、偷逃骗税难发现、纳税诚信难评价等难题,创造性地将复杂网络理论应用于税务数据分析,提出“纳税人利益关联网络”概念并攻克相关核心技术,成功用于发现偷逃骗税疑点及纳税信用管理,历经10年研制出国家税务大数据分析平台软件系列产品,包括个人税收管理系统、指标管理系统、风险管理系统、信用管理系统等。在国税总局和所有省级国、地税局应用,为5000万法人纳税人提供服务,经济和社会效益显著。获授权国家发明专利25项,完成校企转化13项;获软件著作权122项;登记软件产品88项;制定行业规范15项;国税总局评价:“极大提高税收风险识别的自动化、智能化水平”。以何积丰院士为组长的鉴定专家认为:“基于纳税人利益关联网络的偷逃骗税识别与跟踪技术达到国际先进水平”。国家自然科学基金委发布项目成果简报(2016年第6期,分送中办、国办等单位):“及时识别了大量偷逃骗税行为,挽回了巨额税款,为提升国家税收征管的公平性、公正性和科学性提供了技术保障”。

7.气液固凝并吸收抑制低温腐蚀的烟气深度冷却技术及应用(国家科技进步奖)

该项目历经20年的机理研究和工程实践,突破了传统理论认为烟气深度冷却过程中硫酸露点温度为定值的观点,发明了SO3/H2SO4浓度、硫酸露点温度和低温腐蚀性能的检测方法及装置,提出了通过气液固三相凝并吸收从而抑制烟气深度冷却低温腐蚀的技术路线,实现了低温腐蚀的有效防控。研发了系列烟气深度冷却器及系统、装置及产品,并实现了大规模工程应用,产品获国家重点新产品证书和创新成果金奖。项目获授权发明专利43项、实用新型16项、软件著作权4项、制订企业技术标准4部,发表论文101篇,其中SCI/EI收录论文38篇。以岳光溪院士为验收和鉴定委员会主任的专家组认为:该项目在烟气深度冷却器结构设计、积灰磨损和低温腐蚀及其耦合防控关键技术上取得了多项创新性成果,产品性能指标优于国外同类产品。该项目已应用于青岛达能等11家生产企业,已建立了46条烟气深度冷却器生产线,产品销售到全国30个省市自治区的华能、大唐等公司的297家电厂,应用于392台亚临界和超(超)临界燃煤机组,并出口海外,实现大规模生产及工程应用,取得了显著经济社会效益和突出节能减排效果。

作者:科研院摄影:科研院编辑:程洪莉


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