第一篇：風機與空氣動力學考核說明(高職)
11—2012學年度第一學期期末考試
高職《風力機與空氣動力學》課程考試考核說明
一、教材說明
選用教材為中國電力出版社出版的《工程流體力學》，主編為周欣 副主編林強。另增空氣動力學基礎知識。
二、課程的性質、任務
本課程的性質：《工程流體力學》課程是研究流體平衡、運動及能量間內在聯系與相互轉換規律的一門學科。本課程是熱能動力類專業的一門重要的專業(技術)基礎課。本課程的主要任務：讓學生掌握流體平衡、運動及其能量之間的內在聯系和轉換規律，能正確理解并應用其基本原理去分析和解決工程實際問題。讓學生掌握基本的理論計算和實驗技能，為以后學習泵與風機、電廠鍋爐、電廠汽輪機和熱力發電、風力發電等專業課程提供充分的理論準備，為從事實際工作奠定必要的理論基礎。
三、課程的基本要求
1.掌握流體的基本物理性質；
2.掌握流體靜力學的基本理論及其應用；
3.掌握流體運動學的基本概念和動力學的基本方程；
4.掌握實際管流損失和管道的基本水力計算；
5.了解流體的有旋流動和無旋流動，6.熟悉粘性流體柏努利方程，掌握理想流體流動的能量守恒原理，掌握其物理意義和幾何意義；
7.掌握氣體的一維流動的基本概念及基本方程。
四、課程考核內容
1.流體的的物理性質
(1)流體力學研究的主要內容及分類，流體的定義，流場，連續性介質假設，流體力學的發展史及其學習方法；
(2)流體的密度，壓縮性及膨脹性，粘性；
(3)作用在流體上的力。
2.流體靜力學內容
(1)流體的靜壓強及其特性；
(2)流體平衡微分方程式，流體靜力學基本方程；
(3)壓強的計量與單位；
(4)流體靜力學基本方程的應用；
(5)液體的相對平衡；
(6)靜止液體作用在平面及曲面上的總壓力，浮力。
3.流體運動學基礎和理想流體動力學基礎
(1)描述流體運動的基本方法，流體的分類；
(2)流體運動學的基本概念，包括跡線與流線，系統與控制體等；
(3)連續性方程；
(4)理想流體的運動微分方程，伯努利方程及其應用；
4.實際管流損失和管道的基本水力計算
(1)粘性流體總流的伯努利方程；
(2)粘性流體的兩種流動狀態，圓管中的層流及紊流流動；
(3)沿程損失及沿程阻力損失系數的實驗研究；
(4)局部損失及局部阻力損失系數；
(5)管道的水力計算。
5.了解二元理想流體的運動學基礎
6.了解實際流體的繞流運動
7.一元氣體動力學基礎
(1)掌握微弱擾動波在空間的傳播，聲速，馬赫數；
(2)了解一元氣體動力學基本方程；
五、說 明
1.本課程是熱能動力類專業一門重要的專業(技術)基礎課，它以高等數學理論為基礎，為泵與風機、電廠鍋爐、電廠汽輪機和熱力發電廠等后繼的專業課奠定理論基礎。
2.本課程系統地介紹流體力學的基本理論及其工程應用，包括流體靜力學，流體運動學，流體動力學(含氣體動力學)等，構成了本課程的知識體系。
3.教學過程應注重結合后繼專業課及工程實際介紹流體力學的理論體系。
4.本課程是熱能動力類專業的主干課程。
本課程的重點包括：流體的基本物理性質及其應用，靜壓強特點，流體靜力學基本方程及其應用，描述流體運動的方法，流體運動學基本概念，流體動力學基本方程及其應用，管內流動狀態，流動水力損失，內部管流的基本水力計算，氣體動力學的基本概念及基本方程等。
本課程的難點包括：流體基本物理性質中的黏性，流體的相對平衡，靜止流體對固體壁面的總壓力，連續性方程的應用(二維以上)，伯努利方程的實質及其應用，動量方程的應用，紊流的動力學特點，兩類水力損失的計算，一元氣體動力學的基本方程，超音速氣流的沖波理論等。
第二篇：空氣動力學總結
班級：JS001105 學號：2011300092 姓名：程云鶴 [注]西北工業大學/空氣動力學/前六章的簡單總結
第一章
空氣動力學中的基本變量有：①壓強，是作用在單位面積上的正壓力，該力是由于氣體分子在單位時間內對面發生沖擊（或穿過該面）而發生的動量變化，p?lim?②密度，定義為單位體積內的質量，密度具有點屬性，??lim?dF??,dA?0?dA?dm,dv?0 ③溫度，反應dv平均分子動能，在高速空氣動力學中有重要作用。④速度，流動速度是指當一個非常小的流體微元通過空間某任意一點的速度。⑤粘性系數，???dv dy空氣動力及力矩的來源有兩個：①物體表面的壓力分布 ②物體表面的剪應力分布。氣動力的描述有兩種坐標系：風軸系和體軸系。力矩與所選的點有關系，抬頭為正，低頭為負。
氣動力系數是比空氣動力及力矩更基本且反映本質的無量綱系數，在三維中的力系數與
LL'二維中有差別，如：升力系數CL?（3D），cl?（2D）
q?Sq?c壓力中心，作用翼剖面上的空氣動力，可簡化為作用于弦上某參考點的升力L,阻力D或法向力N，軸向力A及繞該點的力矩M。如果繞參考點的力矩為零，則該點稱為壓力中心，顯然壓力中心就是總空氣動力的作用點。
在等式中，等號左邊和等號右邊各項的的量綱應相同，某些物理變量可以用一些基本量（組合）來表達，據此有了量綱分析法。在教材上，通過量綱分析法引出了雷諾數Re和馬赫數M，這兩個參數被稱作相似參數。自由來流的馬赫數Re=??V?c/??=慣性力/黏性力，馬赫數M=V?/a?，馬赫數可以度量壓縮性，飛行器飛行的速度越大，M就越大，飛行器前面的空氣就壓縮的越厲害，因此M可以作為判斷空氣受到壓縮程度的指標。
判斷流動動力學相似的標準是：①物體的幾何外形相似 ②相似參數相同，即馬赫數和雷諾數。
流動類型：當分子對物體表面的碰撞很頻繁以致于物體不能分辨出單個分子碰撞，這時，對物體表面而言流體是連續介質，這樣的流動成為連續流動。如果流動中沒有摩擦、熱傳導或者擴散，那么這樣的流動被稱為無黏流動。密度是常數的流動稱作不可壓縮流動，密度變化的流動是可壓縮流動。
馬赫數區域：如果流動中任意一點的馬赫數都小于1，那么流動是亞音速的。既有M<1的區域又有M>1的區域成為跨音速區域。如果流場中任意一點的馬赫數都大于1，該流動是超音速的。當M?足夠大，以至于黏性相互作用和/或者化學反應在流動中占首要地位，這樣的流動稱為高超聲速流動。
大部分空氣動力流動的理論分析都把遠離物體的區域作為無黏流動來考慮，只將緊挨著物體表面的包含耗散效應的薄層區域作為黏性流動來考慮。緊挨物體的薄層黏性區域叫做邊界層。
第二章
空氣力系數在確定飛機性能和設計時是非常重要的工程指標。設計的目的是在獲得必需的升力的同時產生盡可能小的阻力。
數量場的梯度，p的梯度?p定義為這樣的一個矢量： ①它的量值就是p在這個給定點單位空間長度上的變化率的最大值
②它的方向就是p在這個給定點最大變化率的最方向。在笛卡爾坐標系中p=p(x,y,z),則?p??p?p?pi?j?k ?x?y?z矢量場的散度，固定質量的流體微元的單位體積的體積時間變化率等于速度矢量的散度，用??V表示。在笛卡爾坐標系中V=V(x,y,z)=Vxi?Vyj?Vzk,則有散度??V??Vx?Vy?Vz ???x?y?z矢量場的旋度，?是速度矢量V的旋度的一半，V的旋度表示為??V，在笛卡爾坐標系中V=V(x,y,z)=Vxi?Vyj?Vzk，則有
i???V??xVxj??yVyk??Vz?Vy???Vx?Vz???Vy?Vx???i???y??z???j??z??x??k???x??y?? ?z??????Vz線積分，面積分和體積分之間的關系可應用于計算中（斯托克斯定理，散度定理和梯度定理），斯托克斯定理如下
?ds ?A?ds???(??A）cs描述流體的模型有：①有限控制體模型②無限小流體模型③分子模型 速度散度的數學描述及物理含義：??V?1D(?V)，該式表明速度矢量的散度在物
?VDt理上代表了一個運動的流體微元單位體積的體積時間變化率。
流動的基本控制方程：
①連續方程，把質量守恒的物理原理應用到固定于空間的有限體積控制體的最終結果。它是流體力學的最基本方程之一。
②動量方程，在流場中，流體除了要滿足質量守恒之外，還要滿足動量守恒。也就是說流體的動量隨時間的變化率與流體所受的體積力和表面力的和是相等的。把這個相等關系用數學關系式表示，即是動量方程。
③能量守恒，能量守恒的數學表示形式就是能量方程。
實質導數，D?/Dt是表示當一個流體微元運動通過點1時它的密度的瞬時時間變化率的符號。按定義，這個符號叫做實質導數（或物質導數，隨體導數），實質導數等于當地導數加上遷移導數。
跡線，當微元A從點1開始向下游運動時，它的運動路徑定義為微元的跡線。流線，是這樣的一種曲線，其上任意一點的切向皆為這一點的速度方向。染色線是指在一段時間內一些流體微元通過相同一點所連接起來的線。
流體微元（團）的旋轉角速度為??1?????v???u?????v?u????i?????k? ?j????????2???y?z???z?x???x?y??速度矢量的旋度（渦量）為????V 變形（應變率）為?xy??u???v?u???v???，?zx?，?yz? ?z?x?x?y?y?z流體旋度的總效應是以速度環量?來體現的：??-V?ds
c?流函數為?（x,y)?c，流函數的存在是根據二維不可壓縮流動的連續方程得來的，而連續方程總是成立的，所以凡是二維不可壓縮流動，流函數必定存在。
速度勢V???，對于一個標量函數?，流動的速度可由?的梯度給出。我們稱?為速度勢。第三章
伯努利方程為p1? 11?V12?p2??V22 221p??V2?const, along a streamline 21p??V2?const, through the flow（對于無旋流）
2壓強系數為Cp?p?p?，對于不可壓縮流動，Cp可以只用速度來表示，q??V?Cp?1???V??
??? 無旋不可壓縮流動的控制方程（拉普拉斯方程）：???0
四種基本流動：①均勻流：有一來流速度大小為V?的均勻流動，其速度方向與x軸同
22向，此均勻流動滿足??V?0及??V?0的關系，所以均勻流動可以看成是無旋不可壓縮流動。②源流：a.源流是一種不可壓縮流動，即??V?0。但源點除外，因為此點位奇點。B.源流動在任意點處（除源點）都是無旋的。③偶極子流動：在一個源-匯對的的演變中，l趨與0，產生偶極子流動。④渦流：所有的流線都是關于一個點的同心圓，此外，任意給定的圓形流線上的速度是恒定的，速度的大小與到圓心的距離成反比，這樣的流動稱為渦流。幾種基本流動疊加合成的典型流動：均勻流與點源和點匯的疊加，繞圓柱的無升力流動（均勻流與偶極子的疊加），繞圓柱的有升力流動。
'庫塔-茹科夫斯基定理，L???V??，其中??V?ds
?A第四章
對機翼的氣動分析可以分為兩部分：對機翼剖面（即翼型）的研究；和對翼型氣動特性的修正以應用于完整的有限翼展機翼。在翼型描述中的幾個術語有：中弧線（mean camber line），前緣（leading edge），后緣（trailing edge），弦線（chord line），彎度（camber），厚度（thickness），弦長（chord length)。中弧線上的所有點位于上下表面的中點，即在中弧線各點沿垂直方向測量距離時，各點與上下表面間的距離相等。中弧線頭部和尾部的點分別稱為前緣和后緣。連接翼型前緣點和后緣點的直線叫弦線，前緣點到后緣點的直線距離記為翼型的弦長c,彎度是指沿著垂直于弦線方向測量的彎度線到弦線的最大距離。厚度是指垂直于弦線方向上下表面間的最大距離。翼型參數。cl為翼型升力系數；升力為0時對應的迎角叫零升力迎角，記為?L?0；阻力和分離導致的壓差阻力（又叫做形狀阻力），兩者之和即為翼型的型阻系數cd；在翼型上存在著一個特殊的位置點，對該點的力矩大小不隨迎角的變化而變化，這個點稱為氣動中心。對庫塔條件的說明和總結：①對于給定形狀且給定迎角的翼型，繞翼型的環量大小恰好使得流體光滑流過后緣點。②如果翼型后緣夾角為有限大小，則后緣點位駐點③如果翼型后緣夾角為0，則沿上下表面流過翼型后緣的速度為相等的有限值。開爾文環量定理：D??0 它表明由相同流體微團所形成的封閉曲線上的環量對時間的Dt變化率為0 薄翼型的薄翼理論，翼型用布置在彎度線上的渦面模擬。對稱翼型的氣動特性：①翼型的升力系數與幾何迎角成正比，且幾何迎角為0時，升力系數也為0②翼型的升力線斜率為2π③翼型的壓力中心和氣動中心都在1/4弦線處。表面摩擦阻力的估計：層流流動??5.0x1.328 Cf? RexRec0.37x0.074
C?f/51/5Re1Rexc 表面摩擦阻力的估計：湍流流動??轉捩：由前緣開始的流動總是層流。接著在前緣點下游某點處，層流邊界層開始失穩，并且流動中開始觸發小的湍流，經過一段叫做轉捩區的區域后，邊界層變成完全的湍流。臨界雷諾數=??V?xcr ?? 流經翼型的真實流動中存在前緣失速和后緣失速。升阻比L/D是衡量翼型氣動效率的一個標尺，最大升力系數cl,max。為了提高最大升力系數，可以采用高升力裝置，如襟翼和前緣縫翼。另外，厚度也是影響最大升力系數的關鍵。
第五章
實際作用在亞聲速機翼上的總阻力是由誘導阻力Di，表面摩擦阻力Df及流動分離產生的壓差阻力Dp構成的。由黏性引起的阻力又稱為型阻。型阻系數定義為cd?Df?Dpq?S
誘導阻力系數為CDi?Di q?S 機翼的翼梢旋渦會在機翼周圍產生一個小的向下的誘導速度。這一由尾旋渦誘導出一個很小的向下的速度分量，稱之為下洗速度，用?表示 由于下洗的存在，以及下洗使得相對來流向下偏轉的效應，對當地翼型剖面具有以下兩個重要的影響：①當地翼型剖面真正感受到的迎角是翼型弦線與當地相對來流之間的夾角?eff，定義?eff為有效迎角。?eff????i②各翼型剖面的當地升力方向與當地相對來流方向垂直，即升力方向在與來流垂直向上的基礎上又向后偏轉了一個?i角。所以當地升力矢量在來流方向上會產生一個分量，這個分量叫做誘導阻力。普朗特升力線理論的基本方程為
?（y0)??(y0)1??L?0(y0)?πV?c(y0)4πV?(d?/dy)dy??b/2y0?y
b/2橢圓升力分布：環量隨展向距離呈橢圓關系變化。因此這種環量分布稱為橢圓環量分布。
第六章
本章為三維不可壓流，與二維流動進行對比便于理解。三維點源Vr??2πr2 ??-
?4πr
三維偶極子??-?cos?24πr3繞球的流動V??V?sin?
2球面上的最大速度要比圓柱上的小。這是三維泄流效應的一個例子。三維泄流效應是所有的三維流動中存在的普遍現象。
學習總結
在本學期，對《空氣動力學》的前六章進行了學習。通過學習，對空氣動力學基本概念有了一些認識，對一些流動有了初步了解。教材中的內容難度并不大，但內容很豐富，很多地方值得以后繼續深入研究。該課程激發了我對將來學習的熱情，對我幫助很大。
第三篇：列車空氣動力學概論教學大綱
《列車空氣動力學概論》教學大綱
課程的基本描述
課程名稱
列車空氣動力學概論
【單擊此處輸入英文課程名稱】
課程編號
20CL0212
考核方式
考查課
課程性質
專業方向課
適用專業
車輛工程系
參考教材
理論
田紅旗
.列車空氣動力學.中國鐵道出版社，第一版，2007
實訓
張英朝
.汽車空氣動力學數值模擬技術.北京大學出版社，2011
總
學
時
32學時
理論學時
24學時
實訓學時
8學時
上機學時
0學時
學
分
2學分
開課學期
第5學期
前導課程
高等數學、理論力學
后續課程
車輛動力學軟件原理及應用
課程說明
2.1
課程的地位與任務
《列車空氣動力學概論》是車輛工程專業的一門專業選修課，課程目標在于培養學生具備進行列車空氣動力學分析的的基本知識和基本手段。課程任務要求具體如下：
1、學生通過學習該課程，應能掌握流體力學的基本知識、影響列車運行的空氣動力學因素以及空氣動力學基礎知識；
2、掌握列車空氣動力學研究手段，數值分析方法，了解列車空氣動力學分析在高速列車外形設計中的地位與作用，進而具有綜合運用所學的知識，研究改進或開發新的列車外形的能力。
2.2
課程教學目標
能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決車輛系統復雜工程問題。具備解決車輛系統復雜工程問題所需的工程基礎知識和技能。
2.3
學時分配
學時數要與下面內容中的學時分配數相一致。
學時分配表
章
次
標
題
理論學時
實訓學時
任務一
緒論
0
任務二
流體靜力學
0
任務三
流體動力學
0
任務四
理想不可壓縮流體平面位流
0
任務五
粘性流體及邊界層理論
任務六
列車空氣動力學問題
任務七
專題討論
0
總學時
2.4
課程的主要特點
本課程是車輛工程專業的一門專業選修課，課程目標在于培養學生具備進行列車空氣動力學分析的的基本知識和基本手段。
2.5
教學方法
1．采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
2．在教學內容上，系統講授流體力學、空氣動力學的基本理論、基本知識和基本方法，使學生能夠系統掌握用于解決列車空氣動力學問題的專業基礎知識。
3．在教學過程中采用電子教案，CAI課件，多媒體教學與傳統板書教學相結合，提高課堂教學信息量。
4．理論教學與工程實踐相結合，引導學生利用計算流體力學分析軟件，解決具體的列車流線型頭型設計問題。
5.課內討論和課外答疑相結合，每周至少一次進行答疑。
教學內容與學時分配
任務一
緒論（2學時）
掌握程度采用了解、理解和運用，具體含義如下：
了解：能記住學習過的內容。
理解：能領會課程內容的含義，掌握知識的內涵。
掌握：能在新的具體情況下應用所學知識解決問題。
各知識點的重要程度劃分為核心、推薦、可選，具體含義如下：。
核心：該知識點是核心知識單元的一部分。
推薦：該知識點不是核心知識單元的一部分，但應包含在必修課程中。
可選：該知識點屬于選修知識單元。
教學內容以2學時為一個教學單元進行編寫。
教學內容1（2學時）：
1.物質形態（了解，可選）
2.空氣動力學的發展與分類（理解，推薦）
3.量綱與單位（理解，推薦）
重點：課程的研究對象。
難點：內容及學習目的。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
任務二
流體靜力學（4學時）
教學內容1（2學時）：
1.了解流體的各種屬性，包括：易流性、壓縮性、粘性等（理解，推薦）
2.掌握流體靜力平衡微分方程（掌握，核心）
教學內容2（2學時）：
3.流體靜力平衡微分方程分析（掌握，核心）
4.掌握標準大氣的特征。（理解，推薦）
重點：流體的屬性。
難點：流體靜力平衡計算及分析。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
任務三
流體動力學（4學時）
教學內容1（2學時）：
1.掌握流體運動的描述方法（理解，推薦）
2.能分析流體微團的運動特征（理解，推薦）
教學內容2（2學時）：
3.掌握理想流體運動微分方程組（掌握，核心）
4.掌握流體運動的積分方程組（掌握，核心）
重點：流體的描敘以及流體的運動特征。
難點：流體運動的計算及分析。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
任務四
理想不可壓縮流體平面位流（4學時）
教學內容1（2學時）：
1.理想不可壓縮流體平面位流的基本方程（掌握，核心）
教學內容2（2學時）：
2.掌握幾種簡單的二維位流基本方程（理解，推薦）
3.了解一些簡單的流體迭加（了解，可選）
重點：理想不可壓縮流體平面位流的描述。
難點：理想不可壓縮流體平面位流的計算。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
任務五
粘性流體及邊界層理論（4學時）
教學內容1（2學時）：
1.掌握流體的粘性及其對流動的影響（理解，推薦）
2.掌握粘性流體運動方程（掌握，核心）
教學內容2（2學時）：
3.掌握邊界層近似及其特征（理解，推薦）
4.掌握平面不可壓縮流體層流邊界層方程（理解，推薦）
重點：流體粘性對流動的影響，粘性流體的運動形式，邊界層概念。
難點：粘性流體運動方程的計算和解析。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
任務六
列車空氣動力學問題（2學時）
教學內容1（2學時）：
1.掌握列車空氣動力學影響因素（理解，推薦）
2.列車空氣動力學研究方法（理解，推薦）
3.列車外形設計與空氣動力學的關系（理解，推薦）
重點：列車空氣動力學方法解析。
難點：列車外形設計。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后作業
任務七
專題討論（2學時）
教學內容1（2學時）：
1.了解流體粘性特征（理解，推薦）
2.在了解列車空氣動力學特性及影響因素基礎上，掌握高速列車中一般采用了哪些具體措施來具體應對空氣動力學問題（了解，可選）
重點：流體粘性。
難點：列車空氣動力學運用。
講授提示與方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自學，培養學生的自學能力；以“少而精”為原則，精選教學內容；增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。
作業：
1.課后習題
實訓設計
4.1實訓教學基本信息
實訓學時
實訓學時及項目分配
驗證性
演示性
綜合性
設計性
合 計
4.2實訓教學目的與基本要求
1.自學某種計算流體動力學軟件，如fluent，ansys，starccm等；
2.掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法；
3.分析影響外流場分布的主要因素
4、撰寫研究報告。
4.3主要儀器設備
【單擊此處輸入正文】
4.4主要消耗材料
【單擊此處輸入正文】
4.5實訓項目設置
序號
實訓項目名稱
實訓目的及內容提要
學時數
實訓類型
實訓要求
每組人數
列車流場分析
掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法
設計
必做
合計
考核與成績記載
5.1
考核的方式及成績的評定
1.平時考核（占總成績50%）：
30分出勤和紀律+5分聽課筆記+5分測驗及作業+5分期中考試+5分實訓
2.期末考核（占總成績50%）：論文
執筆人
審核人
3.成績評定：百分制（考試）
第四篇：高速鐵路隧道空氣動力學關鍵技術
附件二
駐外科技機構推薦項目
一、目錄
一、目錄........................................................1
二、駐外科技機構推薦項目簡介.........................................2 序號61
高速鐵路隧道空氣動力學關鍵技術............................2 序號62
激光清理雕像表面技術......................................4 序號63
生物質氣化技術（新型氣化反應爐設計）……………………………5 序號64
航空移動通訊系統..........................................6 序號65
納米自潔涂料產品開發......................................7
二、駐外科技機構推薦項目簡介
序號61
高速鐵路隧道空氣動力學關鍵技術
（2007-052-瑞士-003）
瑞士的赫特爾工程公司（HBI公司）從事火車隧道、地鐵和公路隧道的通風和氣體動力學的設計已有40年的歷史，在此期間完成了近500條隧道項目設計工作。多年來HBI一直致力于用計算機技術支持的軟件對通風設施和氣體動力學進行設計，而且用模擬的方法進行更深一層次的計算（火災模擬、煙的擴散、廢氣氣體等）。HBI公司擁有1維，2維和3維空間的計算軟件，用它可以模擬復雜的隧道系統，在實際應用中取得了良好的效果。HBI公司還積極參與了“PIARC”工作組的課題研究，并且是“PIARC”的成員之一。HBI公司愿意與中國伙伴分享下列自有技術，共同在中國開展有關業務：
1、隧道空氣動力學的關鍵技術
——對隧道內車輛和隧道本身的機械作用力 ——所需的列車牽引力大小
——隧道出入口的空氣爆炸效應（空氣動力學效應）——列車內乘客的氣壓舒適度 ——對列車兩側的氣流計算
2、隧道氣候的關鍵技術
——鐵路隧道內要求的溫度和濕度
——對于隧道內設備和列車要求的溫度和濕度
3、隧道通風方面的關鍵技術 ——在通常運營情況下的隧道通風 ——在維修和保養時的隧道通風 ——在出現事故時的隧道通風
技術成熟度：HBI公司擁有的隧道設計模擬工具以及豐富經驗在許多重大工程項目的隧道建設中得到了成功的應用，如目前世界最長在建隧道57公里圣哥達（St.Gotthard）鐵路隧道，德國慕尼黑磁浮列車工程，漢堡ELb隧道等。外方提出合作方式：
1、同中方伙伴合作，對具體隧道工程的空氣動力學、隧道氣候和通風的設計方案提供支持以及優化和審核。
2、共同開發適合中國的隧道空氣動力學、隧道氣候和通風模擬軟件程序。
3、支持和協助高速鐵路隧道空氣動力學標準和規范制定。
序號62
激光清理雕像表面技術
（2007-055-波蘭-002）
雕塑作品常年暴露在空氣中，被空氣中的酸性物質腐蝕變黑，難以清洗，是文物保護工作中一項難題，用激光的方法清除，具有效率高、不損壞文物表面等優點。
本技術利用了硬殼污垢和本體在激光輻射吸收系數的巨大差異。對于Nd輻射：YAG激光，波長λ＝1.06μm，黑色污垢能吸收超過90％的輻射值，而清洗后的光潔表面僅吸收10～25％的輻射。黑色污垢吸收輻射后，在短時間內（幾個～幾十個納秒內）引起了溫度的快速上升，并使污垢受熱。加熱區域的擴大，產生足夠的應力使污垢被去除。
外方單位：波蘭某技術學院 光電研究所 技術成熟程度：小規模試生產
外方提議合作方式：技術轉讓/技術入股/合作生產
序號63
生物質氣化技術（新型氣化反應爐設計）
（2007-056-以色列-002）
生物質氣化技術主要是以低生物質（如農作物秸桿、木屑、柴草）等為原料的氣化技術，使低生物質完成從固態到可燃氣體的轉化。氣化反應爐是生物質氣化工程的核心設備，現有的各種氣化反應爐存在很多不足，如產生氣體中灰分和焦油含量較高，清理較麻煩；氣化過程比較慢，不能達到很高速度，不利于大工業生產；氣化生成的混合氣（一氧化碳和氫氣）與燃燒廢氣混合在一起，無法分離，限制了應用范圍。
以色列理工學院教授設計的改進型Judd 反應爐分為氣化室和燃燒室兩個部分。在氣化室中，充滿了溫度為1000℃左右的熱砂子，作為化學反應的媒體和熱交換的載體。生物質從氣化室頂部一側喂入后，與熱砂子充分混合，從而被加熱到1000℃左右。大約400攝氏度左右的主水蒸氣從氣化室底部注入，慢慢上升，與高溫的生物質發生還原反應，產生混合氣（氫氣和一氧化碳）。產生的混合氣與未反應的高溫水蒸氣從氣化室頂部吹出，然后經過冷卻過程除掉水蒸氣，得到比較純凈的混合氣。在氣化室的底部一側，加入水平方向的二級水蒸氣，通過水平的吹動，迫使氣化室中的熱砂子和未完全反應的生物質（即碳）從氣化室底部吹入到燃燒室中。固體混合物（未反應的碳和砂子）進入燃燒室后，在強空氣的吹動下，向上流動并且發生完全燃燒反應，從而將在氣化室中因還原反應 而溫度有所降低的砂子重新加熱至1000℃以上。燃燒所產生的廢氣從燃燒室頂部逸出，而熱砂子由于重力和空氣的吹動作用回落入氣化室中，與新喂入的生物質混合繼續進行氣化反應。
該反應爐的優點：能得到較純凈的混合氣，可進一步作為化學工業原料使用，而不是僅僅作為燃料燃燒；由于水平二級水蒸氣的吹動作用，整個反應爐的工作速度可以達到較高的水平，工藝過程易于控制，適合大工業生產；結構簡單，成本低易于制造維修。
技術成熟度：實驗室成果
外方提議合作方式：技術轉讓/技術入股/合作生產/ 外方希望與中國有關單位合作，對氣化反應爐進行試驗和改進，然后實現產業化。
序號64
航空移動通訊系統
（2007-060-新西蘭-001）
新西蘭航空通訊設備是自行研究開發的新技術產品。該通訊設備可以使用一般的手機直接連接到航空通訊系統，不僅可以在航空系統內通話，也可以接受普通手機的非航空系統之通訊。完成航空任務后，手機可以隨時卸下，用作普通手機。該設備其通話質量比一般航空通訊要高，同時，該設備系統還可以同GPS相聯，飛行跟蹤，通訊和導航等，并可以取代現有固定的航空設備。該設備適用于所有的航空用途，特別適用于直升飛機，小型飛機，農用飛機和救災飛行等。
外方單位：新西蘭伊可集團公司
技術成熟度：專利/小規模生產
外方提議合作方式：出口產品/合作生產
感興趣者請三周內盡快回復。
序號65
納米自潔涂料產品開發
Nano HybridCoatings 之納米自潔涂料設計配方及材料建立于 納米碳球及納米顆粒之混合共價鍵結構設計、采用美國賽斯納米科技公司擁有之完整納米碳球衍生物化學結構專利之部分化學成份、配合納米顆粒之表面結構設計、形成共價混合體(Hybrid)為納米自潔表面履膜之主材料、仿制自然荷葉表面之微結構排列。其功能包括超排水性及灰塵不沾性、形成防水及自潔之表面履膜、以類似表面微結構、亦可轉換成超容水性做生化應用產品用途。
以超排水性及自潔功能系列產品而言、賽斯納米科專利技使用之納米碳球組件材料亦同時具有獨特光觸媒滅菌功能、在陽光或可見光(室內燈光)照射下、可進行表面除菌防徽霉作用、以碳球組件之高度光觸媒穩定性、配合表面缺水性可大幅減低細菌生存率、此項除菌作用是以具毒性之單性氧為破壞菌體之功能、故對干燥表面亦可生存之霉菌種亦可執行光觸媒效用、此項光觸媒防菌功能加上一般自潔防塵功能、使Nano HybridCoatings 履膜材料優于市場上現有之自潔涂料產品。同時 Nano HybridCoatings 之自潔單層履膜產品是以化學共價鍵為材料制造方法、比市場上現有之自潔涂料產品更耐用、具競爭潛力。在生產自潔履膜產品的成本分析上、其主成分之碳球原料在現有市場之小量購買價格為$4.0 per gram、大量(噸級)購買價格可遠低于此價格一半以下、以 Nano HybridCoatings 之單層履膜設計來計算表面單層納米顆粒履蓋量、將其轉換計算成碳球原料用量、再導入原料每平方公尺成本可得1.5-2.0美分值、因而自潔履膜材料產品之主成本將決定于表面履膜制程及勞工成本、具同等于現有市場自潔產品之競爭潛力。
本計劃經費需求預估為50萬美元，一次投入，占股40%。用以 完成納米自潔涂料之產品樣品開發送交美國主要的化學公司驗證。
初期銷售納米自潔關鍵成份材料及授權納米履膜制程為主、主要客戶包含Dow Chemical、BASF、DuPont等國際大型化學材料公司。后期銷售自有品牌之具納米自潔功能產品、主要聯盟客戶為汽車玻璃制造商、建材制造商、家具制造商、家電產品制造商、各項光電及電子零件制造商、及化學纖維廠等。2008年全世界膜工業總產值約年達100億美元，2010年中國膜工業的產值將達50億-80億元人民幣。2008年全世界玻璃工業總產值約達666億美元，包括中國玻璃工業總產值約達222億美元,及美國汽車門窗玻璃總產值約67億美元。以數量來說，在2008年, 全世界玻璃市場需求量將達到46億平方米以上。2010年中國的汽車玻璃市場需求量將達到7723萬平方米以上。
我們的專利技術有考慮生產成本,是采用浸泡(dipping Process)作為生產制程。
21世紀納米自潔涂料的自潔凈和凈化環境功能特性將成為人類創造舒適的生活環境不可或缺的工具。建筑玻璃以及工業材料作為我們納米自潔涂料進入市場的首選主體。
外方單位：美國賽斯納米科技股份有限公司 技術成熟度：實驗室成果 外方要求：
1.尋求50萬美元投資資金，一次投入，占股40%。投資資金必須投資在美國。
2.項目負責人成博士將于6月17日到6月21日參加美國旅美專家協會訪問深圳與廣州。如對此項目感興趣的投資人請盡快與深圳市科技開發交流中心信息資源部聯系（電話：83699770）。
第五篇：材料熱力學與動力學
材料熱力學與動力學
參考書目：1.<
應用：形貌分析（顯微組織、斷口形貌、三維立體形態）
2）透射電子顯微鏡（TEM），是采用透過薄膜樣品的電子束成像來顯示樣品內部組織形態與結構。
應用：形貌分析（顯微組織和晶體缺陷）
3）X射線衍射（XRD），利用X射線在晶體中的衍射現象來分析材料的晶體結構、晶格參數、晶體缺陷（位錯等）、不同結構相的含量及內應力的方法。應用：點陣常數的測定、晶體對稱性的測定
4）電子探針（EPMA）利用聚焦的很細的電子束打在樣品的微觀區域，激發出樣品該區域的特征X射線。
應用：微區毫米范圍顯微結構分析。
縱坐標表示衍射強度，橫坐標2θ表示衍射方向(衍射線在空間分布的方位)2.From the OM（Optics Microscope光學顯微鏡）pictures of a kinds of steel and an ordinary piece of china ,you can derive what kinds of information ,please list that and make a short discussion.鋼鐵材料的顯微組織根據含碳量的不同各有不同，相同含碳量在不同溫度下的組織也有所不同。含碳量為0.77％的鋼稱為共析鋼；含碳量低于0.77％的鋼稱為亞共析鋼；含碳量為0.77～2.11％的鋼稱為過共析鋼；含碳量高于2.11％的稱為鑄鐵。不同含碳量和合金成分的鋼或鑄鐵，其顯微組織各不相同。同一成分的鋼或鑄鐵，經過不同的金屬熱處理后也具有不同的顯微組織。不同的顯微組織具有不同的性能，因此鋼鐵可以通過熱處理獲得不同的性能。鋼鐵顯微組織分析是研究鋼鐵和評定鋼鐵制品質量的重要手段。
普通陶瓷材料經過光學顯微鏡觀察表面有氣孔、金相、玻璃相 4.How to link microstructure with processing?
5.In your opinion ,how to deal with the solid state materials microstructure evolution is helpful to you work? 細晶強化：通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化，工業上將通過細化晶粒以提高材料強度。方法：增加過冷度、變質處理、振動與攪拌、對于冷變形的金屬可以通過控制變形度、退火溫度來細化晶粒。
固溶強化：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化的現象稱為固溶強化。
加工硬化：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。第二相強化：復相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相存在。當第二相以細小彌散的微粒均勻分布于基體相中時，將會產生顯著的強化作用，這種強化作用稱為第二相強化。第二相強化的主要原因是它們與位錯間的交互作用，阻礙了位錯運動，提高了合金的變形抗力。
時效強化：合金元素經固溶處理后，獲得過飽和固溶體。在隨后的室溫放置或低溫加熱保溫時，第二相從過飽和固溶體中析出，引起強度，硬度以及物理和化學性能的顯著變化，這一過程被稱為時效。
6.For a piece of Alumina ceramics（氧化鋁陶瓷）,using which ways to get needed microstructure picture and from that to understand its structure development ,property specialty and control factors ,etc.金相顯微鏡，掃描電鏡觀察組織形貌。
電熔剛玉由于經過熔融工藝加工過程，因此一次晶體較大，一般較燒結a_A1203大幾倍甚至幾百倍;硬度高;脆性大;晶體邊界尖銳。燒結a-A1203具有晶界圓滑及高硬度的特點，它的顆粒由大量細小微晶團聚而成。由燒結法制備的a_A1203粉體，其顯微結構隨燒結溫度、添加劑、氣氛等條件的改變而改變。
Advice Reading 1.Considering standard china and its processing.從毛坯到產品，陶瓷材料需要二次加工，但由于硬脆特性，陶瓷的加工性比多屬材料困難得多，因此需要開發優質高效的陶瓷加工新工藝新技術。先進陶瓷的加工，涉及到陶瓷材料的性能，加工技術，檢測，連結和涂覆等許多方面。2.Discuss about the formation process of the tricalcium silicate(硅酸三鈣).3.Review about the iron-carbon phase and its application(7個區域).鐵碳合金相圖是研究鋼鐵的重要理論基礎，它反映了平衡狀態下鐵碳合金的成分、溫度、組織三者之間的關系。鐵碳相圖是制定各種熱加工及熱處理工藝的依據，利用它還可以分析鋼鐵材料的性能，從而作為選材的理淪根據，它是學習鐵碳合金的一個重要工具。
鐵碳相圖的應用可歸納為以下幾個方面: 第一個方面（1.估算碳鋼和鑄鐵鑄造熔化加熱溫度）
是對已確定了化學成分的鐵碳合金.參照鐵碳相圖選擇熱加工工藝方法。例如45鋼在800℃以上溫度范圍內處于塑性極好的單相奧氏體區，故它可在此溫度以上的區域進行鍛造加工，以獲得所需要的外觀形態及內部組織形態。而含碳量在2.11 %以上的鐵碳合金，無論加熱到什么溫度也無法獲得塑性良好的單相組織狀態。因此，無法使用鍛造加工方法進行成型加工，然而，它們的熔點卻明顯低于含碳量為2.11%以下的其它合金。因此，它們更適宜采用鑄造加工工藝。第二方面（2.估算碳鋼鍛造加熱溫度）
在選材的過程中，可通過對不同化學成分的合金在室溫時組織結構的分析，大致獲得這些不同化學成分的合金在性能上的差異，然后再依據零件的服役條件和性能要求選擇適宜的材料。例如，鐵碳合金隨著含碳量的提高，滲碳體的數量不僅越來越多，而且它的形態也在逐漸變化，進而導致機械性能規律性變化。第三方面（3.估算熱處理加熱溫度）
是鐵碳相圖與熱處理工藝有著十分密切的聯系。例如，淬火是強化鋼材的重要手段之一。它是通過使過冷奧氏體轉變為馬氏體而實現的。結合鐵碳相圖，我們便可知道為什么不同的鋼材(特別是指含碳量不同的鋼材)應選擇不同的淬火加熱溫度，亞共析鋼的正確淬火加熱溫度應為Ac3以上30 – 50℃。（4.確定碳含量己知的合金在仟意溫度下的平衡狀態）（5.分析碳鋼和鑄鐵的平衡相變過程及室溫平衡組織）
（1）由鐵碳相圖可知，含碳量小于2.11%的鐵碳合金在較高溫度下可得到單相奧氏體，即AESG 區，利用奧氏體的塑性好、變形抗力小，碳鋼鍛造時易于成形。
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