【正文】 中國博士后科技成果匯編（2006年度第一批）中國博士后科學(xué)基金會第十七屆北京博士后聯(lián)誼會二零零六年九月二十二日匯編說明[1]本匯編是經(jīng)人事部中國博士后科學(xué)基金會、第十七屆北京博士后聯(lián)誼會共同倡議，并由北京博士后聯(lián)誼會科技部主編的資料。本匯編首次對外發(fā)布授權(quán)方為廣西自治區(qū)科技廳、中國東盟博覽會秘書處，未經(jīng)授權(quán)單位不得隨意發(fā)布，不得隨意流通。[2]本匯編中的科技成果描述、發(fā)布、合作、交流、轉(zhuǎn)換由博士后本人及合作單位共同負責。[3]本匯編的有效期為2006年9月～2007年9月。[4]通過本匯編達成的科技合作和交流，務(wù)必向中國博士后科學(xué)基金會、北京博士后聯(lián)誼會登記備案。[5]中國博士后科學(xué)基金會聯(lián)系方式：傳真：01082387704；E_mail:jijinchu2003@聯(lián)系人：楊曉蓉老師E_mail:zuokongtian@。zuokt@聯(lián)系人：左孔天博士工程、機械姓名：林大超單位：清華大學(xué)項目名稱：爆炸地震效應(yīng)及其結(jié)構(gòu)安全性問題項目簡介：爆炸地震效應(yīng)所引起的地面運動屬于短時非平穩(wěn)隨機過程。對這類問題，理論上習慣用功率譜進行描述，因為大多數(shù)情況下我們不可能寫出它們的時變函數(shù)，而只能給出相關(guān)函數(shù)。由于數(shù)學(xué)理論上的復(fù)雜性，要把它應(yīng)用到工程實際問題中還有一定的困難。同時，爆炸地震波作用的時間長度極其短暫，而且頻率成分復(fù)雜，局部高頻響應(yīng)問題形成了結(jié)構(gòu)效應(yīng)的基本特點。目前，爆炸地震波的結(jié)構(gòu)效應(yīng)主要針對建筑物和構(gòu)筑物等大型結(jié)構(gòu)展開，很少涉及到建筑物內(nèi)重要設(shè)施和設(shè)備的破壞問題。已經(jīng)建立和正在建立的許多結(jié)構(gòu)破壞判據(jù)對結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析具有重要的指導(dǎo)意義，但是應(yīng)該注意到爆炸地震波所攜帶的能量較小這一特點，它可能并不會引起建筑結(jié)構(gòu)的明顯破壞，反而是影響到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的設(shè)施和設(shè)備破壞。對于振動極其敏感的許多電子設(shè)備和精密儀器，已經(jīng)證明了在較微弱的振動環(huán)境條件下即可導(dǎo)致工作失?；蛘呔芙Y(jié)構(gòu)的破壞。與大型結(jié)構(gòu)相比，這些設(shè)備和設(shè)施的破壞規(guī)律有其特殊性。該項成果通過現(xiàn)場爆炸地震波測試、理論分析、數(shù)值計算，系統(tǒng)研究地震波特征（幅值、頻率、作用時間）與爆源（裝藥性質(zhì)、裝藥狀態(tài)與位置、起爆方式）、傳播介質(zhì)（地質(zhì)、地形條件）、傳播方向（爆炸地震波沿地層表面和地層深處）的相互關(guān)系，提出了爆炸地震波的對目標（特別是電子儀器和設(shè)備）的破壞效應(yīng)。同時，還針對安裝和放置建筑物和構(gòu)筑物內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備和設(shè)施的爆炸地震響應(yīng)、可靠性和安全性提出了研究，建立了一套適用的安全評價方法和標準。在地震波對目標的破壞過程中，爆炸地震波幅值、頻率和震動持續(xù)時間都有重要作用。雖然在爆破設(shè)計和施工中已經(jīng)注意到爆炸地震波頻率與地形、藥量和裝藥結(jié)構(gòu)相關(guān)性等所引起的安全性問題，但是其作用規(guī)律還沒有在工程實際中得到考慮。該項目的研究工作在一定程度上解決了這些問題，為工程爆破中地震效應(yīng)的控制提供了理論依據(jù)，并建立一套爆炸地震波預(yù)測預(yù)報方法和程序。應(yīng)用前景：市場廣闊。姓名：趙挺生單位：清華大學(xué)項目名稱：基于結(jié)構(gòu)安全的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)項目簡介：研究混凝土結(jié)構(gòu)尤其高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工過程的安全性，對選擇合理的施工方案，避免出現(xiàn)工程事故，保證結(jié)構(gòu)在其整個生命周期內(nèi)安全可靠，具有重要意義。通過試驗，研究了早齡期受載混凝土的強度時變規(guī)律和模板支撐體系的整體剛度，并以梁板柱體系混凝土結(jié)構(gòu)為對象，對一幢在建的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)房屋施工時變結(jié)構(gòu)體系進行了兩個完整的施工循環(huán)的現(xiàn)場跟蹤測試，分析研究了施工時變結(jié)構(gòu)體系的受力性能和施工荷載在時變結(jié)構(gòu)中的分布規(guī)律，獲得了一個施工循環(huán)內(nèi)（從澆筑混凝土至拆去其底部支撐系統(tǒng)）樓板所受荷載的時程曲線。根據(jù)室內(nèi)試驗和現(xiàn)場實測的結(jié)果，結(jié)合施工時變結(jié)構(gòu)的受力特點，針對梁板柱體系混凝土結(jié)構(gòu)，建立了施工時變結(jié)構(gòu)體系分析的彈性支撐連續(xù)梁模型CBSS（ContinuousBeamWithSpringSupports），提出了基于彈性支撐連續(xù)梁模型CBSS的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工過程受力性能的仿真分析方法。為《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB500682001關(guān)于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中的設(shè)計驗算提供了理論工具。為了便于現(xiàn)場復(fù)核計算，保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全性，成果在試驗、實測和計算機仿真分析的基礎(chǔ)上，還提出了現(xiàn)澆混凝土時變結(jié)構(gòu)體系施工過程受力性能的簡化分析方法和多高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工過程的安全性檢驗方法，可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。應(yīng)用前景：成果不僅為基于安全的施工方案的選擇提供技術(shù)支持，同時為現(xiàn)場施工技術(shù)人員進行實時的方案調(diào)整與施工結(jié)構(gòu)安全檢驗提供幫助。姓名：王克忠單位：清華大學(xué)項目名稱：（兩項）一、水電站地下洞室群支護技術(shù)應(yīng)用研究；二、地下水工建筑物中鋼筋防腐涂層的研究項目簡介：項目一：1）研究了層狀巖體內(nèi)巨型地下洞室群圍巖的變形特點、破壞行為與力學(xué)作用機理，提出了層狀巖體內(nèi)開挖大型地下洞室可能存在的工程地質(zhì)問題。2）利用三維快速拉格朗日法（FLAC3D）研究了施工開挖過程，系統(tǒng)研究了大跨度、高邊墻地下洞室群分期開挖完成后圍巖的應(yīng)力場、變形場和塑性破壞區(qū)的分布特征和錨索在洞室開挖過程中的作用。3）研究了超大型地下洞室群支護技術(shù)及方法，提出了一系列新的支護技術(shù)和新材料，并對傳統(tǒng)的支護技術(shù)措施進行了改進，研究成果在我國數(shù)座大型抽水蓄能電站中得到應(yīng)用。項目二：1）水工建筑物中鋼筋銹蝕是造成水工鋼筋混凝土建筑物破壞的主要原因之一。鋼筋的銹蝕引起混凝土開裂及混凝土建筑物的破壞，嚴重的會導(dǎo)致水庫失事、閘壩損壞。項目針對水工建筑物中鋼筋銹蝕的防治問題展開研究。2）通過大量的化學(xué)和物理試驗研制出防止鋼筋銹蝕的新材料、并在大量的試驗及實際工程中總結(jié)出一套新的防腐材料的使用技術(shù)工藝。經(jīng)專家鑒定，經(jīng)濟上節(jié)約、技術(shù)上可行具有廣泛應(yīng)用價值和推廣價值。3）新材料和混凝土之間具有很強的粘結(jié)力，并且具有抗老化、防止有害離子侵入的能力，使水工混凝土中鋼筋不再發(fā)生銹蝕，延長了建筑物的使用壽命，保證了水工建筑中閘門、閘墩、薄殼混凝土壩水下部分等的正常運行。產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟和社會效益。研究成果已在山東、河北、浙江的多個水利工程建筑物中應(yīng)用。獲獎情況：研究成果已獲：山東省科技技術(shù)進步獎、山東水利廳科學(xué)技術(shù)進步獎。應(yīng)用前景：在我國能源短缺、清潔能源需求量日益增加的狀況下，水電站、蓄能電站等將會越來越多，以上兩個研究項目的成果也具有廣泛的應(yīng)用和推廣價值。姓名：陳明單位：同濟大學(xué)項目名稱：橋梁運行安全管理系統(tǒng)項目簡介：橋梁與其它建筑物一樣，其“壽命周期”也經(jīng)歷建造、使用和老化三個階段。從對在役橋梁結(jié)構(gòu)的使用及管理角度而言，要求在役結(jié)構(gòu)在整個設(shè)計基準期內(nèi)均保持安全可靠。隨著在役橋梁的逐步老化，對其進行準確的可靠性評估，從而對在役橋梁進行合理投資，進行有效的加固改造，以保證運行安全，顯得異常重要。本項目從橋梁運行安全管理的迫切需要出發(fā)，進行兩方面的研究：橋梁運行安全管理指南研究：為管理單位提供一套實施日常安全管理的技術(shù)手冊；橋梁運行安全管理系統(tǒng)研究：橋梁運行安全管理系統(tǒng)供安全性評價、耐久性評價、壽命預(yù)測、抗風險分析、綜合評價、決策支持等模塊，支持橋梁全壽命周期的運行安全管理，大大降低橋梁運行安全管理的風險。應(yīng)用前景：適用于交通網(wǎng)路中橋梁數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)形式各異的大中型城市，有助于降低市政管理部門的工作強度，提高橋梁管理效率和質(zhì)量。目前國內(nèi)在橋梁管理系統(tǒng)方面的研究仍處于起步階段，由于專業(yè)、梯隊等的限制，現(xiàn)有的橋梁管理血統(tǒng)還存在這很大的不足，本項目取得成功將有望在全國范圍內(nèi)推廣，市場前景看好。單位：中國科學(xué)院項目名稱：煤礦數(shù)字化瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)項目簡介：瓦斯爆炸是礦難的一大禍首。2005年溫家寶總理主持國務(wù)院第81次常務(wù)會議，制定了加強煤礦安全生產(chǎn)的七項措施，七項措施之一就是在全國煤礦推廣數(shù)字化瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。項目已經(jīng)完成瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的科研攻關(guān)，該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于電力、石化、焦化、制藥、污水處理等工業(yè)，目前正向煤炭行業(yè)推廣。該系統(tǒng)主要能實現(xiàn)如下功能：實時反應(yīng)：系統(tǒng)采用無主互控方式，確保了“瓦斯超限斷電報警”這個反應(yīng)鏈條的實時性，而目前的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的反應(yīng)時間為2分鐘。對礦工的實時跟蹤監(jiān)測功能：能對煤礦入井人員進行實時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時清楚掌握每個人員在井下的位置及活動軌跡。災(zāi)害預(yù)測功能：利用歷史數(shù)據(jù)和實時采集的數(shù)據(jù)，找出瓦斯?jié)舛茸兓c瓦斯災(zāi)害的關(guān)系，達到瓦斯災(zāi)害預(yù)測目的。應(yīng)用前景：產(chǎn)業(yè)環(huán)境極好目前煤礦安全問題從國家到地方到礦主自身都高度重視，并且國家在制度上及財政上都有相應(yīng)的保證措施。市場容量龐大全國有54000個煤礦，則全國市場總需求為22萬套，近千億人民幣。單位：中國科學(xué)院項目名稱：井下傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)型煤礦無線綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目簡介：本項目中提出的基于井下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的煤礦無線安全監(jiān)控系統(tǒng)是一種新的行之有效的方法，尤其是其特有的自組織、數(shù)據(jù)式多跳路由、低成本等特點，更是解決井下無線通信距離受限這一瓶頸難題的先進方案。因而對其相關(guān)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的科學(xué)意義和價值。技術(shù)特點：（1）無線多功能節(jié)點內(nèi)嵌操作系統(tǒng)能夠通過定制適應(yīng)不同應(yīng)用需求；（2）具有網(wǎng)絡(luò)自組織、基于傳感數(shù)據(jù)的多條路由功能，解決了井下無線通信距離有限這一瓶頸難題的先進方案，此外，通過有線與無線方案結(jié)合將有助于傳感器網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)各類礦井要求；（3）具有即時定位功能，能夠快速準確地實現(xiàn)被困人員的定位，把損失降到最低的限度；（4）低成本設(shè)計是本技術(shù)的著眼點之一。（5）支持語音通訊功能的無線多功能便攜式傳感器可以協(xié)助礦工之間，礦工與基站及監(jiān)控中心之間進行交互式語音通訊，為向下傳達來自地面的控制指令，和向上匯報井下的險情提供了便利的通訊條件；（6）多種預(yù)警方式。獲獎情況：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的井下定位系統(tǒng)、裝置和方法的專利；基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的井下安全監(jiān)測系統(tǒng)、裝置及方法專利；基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的井下語音通信系統(tǒng)、裝置及方法專利。應(yīng)用前景：應(yīng)用領(lǐng)域包括煤礦、礦井井下等。單位：中國科學(xué)院項目名稱：集氣管壓力智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)項目簡介：集氣管壓力智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CokePipeIntelligentCooperativeControlSystem，簡稱CPICC），總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗，并綜合了智能技術(shù)，計算機軟件技術(shù)和先進控制理論而開發(fā)的高技術(shù)產(chǎn)品。該系統(tǒng)基于西門子硬軟件平臺，實現(xiàn)了集氣管系統(tǒng)多參數(shù)集中檢測，并結(jié)合專家系統(tǒng)、解耦和智能決策，協(xié)調(diào)控制集氣管翻板、初冷器前吸力以及鼓風機轉(zhuǎn)速，從而有效穩(wěn)定集氣管壓力，克服外部擾動。系統(tǒng)開放靈活，可靠性高，且操作簡單，易于維護。技術(shù)特點：1綜合了計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)和先進控制理論；2核心算法采用了多層次結(jié)構(gòu)，極大增強了系統(tǒng)的適應(yīng)性、可靠性和易維護性，保證系統(tǒng)的長期優(yōu)化運行；3采用了基于模型的協(xié)調(diào)控制策略，將集氣管系統(tǒng)作為一個整體進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化；4自動調(diào)整總管吸力設(shè)定，自動調(diào)整鼓風機轉(zhuǎn)速以適應(yīng)煉焦生產(chǎn)的改變，實現(xiàn)集氣管系統(tǒng)的全自動控制，無須人工干預(yù)；5集氣管壓力在正常生產(chǎn)工況下控制精度可達到Pa；6全中文系統(tǒng)，具有控制操作、趨勢顯示、數(shù)據(jù)存儲、報表打印、故障報警等功能。姓名：趙勇單位：清華大學(xué)項目名稱：大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的分布式光纖傳感技術(shù)項目簡介：分布式光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣泛，早在1988年就成功地在航空航天領(lǐng)域中用于無損檢測技術(shù)，最近，應(yīng)用的焦點集中在土木工程領(lǐng)域，目的在于開發(fā)可在混凝土組件和結(jié)構(gòu)中，例如高大建筑物、橋梁、水壩、隧道、高速公路、機場跑道等，測定其結(jié)構(gòu)的完成性和內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變、溫度等的情況。同時，還可以用于大型油罐、氣罐殼體的狀態(tài)監(jiān)測，以防止意外事故發(fā)生。在民用建筑領(lǐng)域，嵌入式的光纖傳感技術(shù)應(yīng)用可分為三個方面：；；。工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測：如工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)力、裂縫、溫度、壓力、變形、腐蝕及其相關(guān)信息等以及在大型民用設(shè)施中構(gòu)造出復(fù)雜的仿人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行實時在線的監(jiān)測；建筑系統(tǒng)的管理和控制：光纖網(wǎng)絡(luò)即起到傳感器的作用，又起到信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的作用。在對混凝土結(jié)構(gòu)監(jiān)測、監(jiān)控的過程中，光纖必須與宿主構(gòu)建有效地結(jié)合起來，并保證不破壞原構(gòu)建的整體性和結(jié)構(gòu)性能。埋入式光纖傳感器在混凝土中的應(yīng)用，包括了混凝土在養(yǎng)護期的熱應(yīng)變及溫度監(jiān)測、結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變監(jiān)測和振動測量以及裂縫監(jiān)測等方面。它提供了對混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部狀態(tài)的實時、在線的無損監(jiān)測，有利于結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測和整體性評價和維護，也有利于對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行準確的評價以及結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計和相似設(shè)計?？梢酝ㄟ^下面的兩種方案實現(xiàn)對大型結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的分布式監(jiān)測：基于布里淵散射的分布式光纖溫度與應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)；基于光纖光柵的準分布式溫度和壓力監(jiān)測技術(shù)。應(yīng)用前景：市場潛力巨大。姓名：黃平捷單位：浙江大學(xué)項目名稱：工業(yè)生產(chǎn)過程綜合自動化系統(tǒng)項目簡介：“工業(yè)生產(chǎn)過程綜合自動化系統(tǒng)”是針對流程工業(yè)（啤酒、糖業(yè)）生產(chǎn)而研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型、全過程全自動計算機綜合自動化系統(tǒng)，控制范圍涵蓋流程工業(yè)生產(chǎn)的全過程，整套系統(tǒng)的綜合自動化水平已達到甚至超過國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。該系統(tǒng)具有如下技術(shù)創(chuàng)新點：（1）實現(xiàn)了流程工業(yè)生產(chǎn)的全過程、全自動化控制。該成果集現(xiàn)場總線技術(shù)、系統(tǒng)集成和柔性擴展技術(shù)、信息自動化技術(shù)于一體，廣泛采用容錯分析、全自動聯(lián)鎖、綜合管理等先進技術(shù)，全面實現(xiàn)了流程工業(yè)生產(chǎn)過程全過程全自動控制。（2）先進控制技術(shù)、過程優(yōu)化技術(shù)的研究及其在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。該成果應(yīng)用先進控制、過程優(yōu)化及軟測量等測控技術(shù)，成功地解決了溫度精確控制、防溢鍋等傳統(tǒng)技術(shù)難題，為提高生產(chǎn)效率，降低能耗、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。（3）流程工業(yè)生產(chǎn)過程的配方模糊聚類研究及其應(yīng)用。該成果采用獨創(chuàng)的基于軟測量及數(shù)據(jù)挖掘的配方模糊聚類技術(shù)改進了原有控制方案，使得流程工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制充分考慮了品種和配方變化的影響，有效地提高了控制質(zhì)量。獲獎情況：浙江省科技進步三等獎。應(yīng)用前景：在啤酒、糖業(yè)、鋁業(yè)等流程工業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景，社會和經(jīng)濟效益顯著。