《中国科学:技术科学》2020年第7期“纪念哈工大建校100周年”专辑

2020-09-07 13:53

    2020年是哈尔滨工业大学建校100周年,《中国科学:技术科学》2020年第7期出版了“纪念哈尔滨工业大学建校100周年”专辑,收录了来自哈尔滨工业大学不同学科领域的11篇稿件(5篇评述,6篇论文),涵盖材料科学、机械工程、航空航天、能源科学、电气工程、网络科学、流体力学等各个领域的重要成果。

纪念哈尔滨工业大学建校100周年专辑

序言——纪念哈尔滨工业大学建校100周年

        周玉

    哈尔滨工业大学(简称哈工大)隶属于工业和信息化部,以理工为主,理、工、管、文、经、法、艺等多学科协调发展,拥有哈尔滨、威海、深圳三个校区。哈工大始建于1920年,1951年被确定为全国学习国外高等教育办学模式的两所样板大学之一,1954年进入国家首批重点建设的6所高校行列,曾被誉为工程师的摇篮。学校于1996年进入国家“211工程”首批重点建设高校,1999年被确定为国家首批“985工程”重点建设的9所大学之一,2000年与同根同源的哈尔滨建筑大学合并组建新的哈工大,2017年入选“双一流”建设A类高校名单.哈工大坚持“规格严格,功夫到家”,至今培育毕业生超30万。2020年,哈工大迎来了建校百年庆典。

    哈工大创造了许多国内外第一次。创立了中国高校第一个航天学院,发射了中国第一颗由高校牵头自主研制的小卫星,第一颗由高校学子自主设计研制管控的纳卫星,“龙江二号”成为全球首个独立完成地月转移、近月制动、环月飞行的微卫星。在中国首次实现了星地激光链路通信,首次实现了大型激光驱动器的全自动束靶耦合引导。诞生了中国第一台会下棋、能说话的计算机,第一部新体制雷达,第一台弧焊机器人和点焊机器人。空间机械手在天宫二号上实现了国际首次人机协同在轨维修科学试验,新一代磁聚焦型霍尔电推力器在国际上首次实现空间应用,首次揭示了艾滋病病毒毒力因子结构,在国际上首次实现基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的柔性太阳能电池系统的在轨可控展开。大批成果助力“长征七号”、“长征五号”火箭首飞、天宫二号和神舟十一号载人飞行等重大任务。

    目前,哈工大已与来自39个国家的278所高校签署了交流合作协议。2011年以来,哈工大牵头承担了180余项国际合作项目。2011年,哈工大作为中方牵头高校,发起成立了中俄工科大学联盟(ASRTU),截至目前,双方共有67所精英大学加盟。2018年,哈工大正式加入北极领域国际最大的学术组织“北极大学联盟”。

    在中国东部沿海城市威海,哈工大于1985年开设了一个校区,以海洋技术、海洋经济、智能制造以及智慧城市为发展特色,在海空天对海观测、无人车、智能机器人、新信息技术、网络安全、新材料、水净化处理以及可再生能源等方面承担了上千项课题,取得了数百项专利。

    紧抓粤港澳大湾区建设机遇,哈工大深圳校区正成为国际一流科技创新人才的汇聚地。校区前身是2002年成立的哈工大深圳研究生院,现已形成本硕博完整的教育体系,有10个学院、4个研究中心。科研工作重点涵盖新材料、人工智能、空间科学、生物制药领域。校区力争通过高等教育改革,促进国际合作,建设成“国际化、高精特、世界一流的研究型校区”。

    拥有“一校三区”的办学格局,通过不断增进国际交流,哈工大正朝着成为世界一流大学的目标稳步迈进。

    哈工大基本数据:22个学院,86个本科专业,9个国家重点学科,41个一级学科硕士学位授权点,30个一级学科博士学位授权点;7个国家级重点实验室;38位中国科学院、工程院院士;ESI(基本科学指标数据库)学科排名中,11个学科进入全球前1%,包括材料科学、工程学、物理、化学、计算机科学、环境科学与生态学、数学、生物与生物化学、农业科学、临床医学以及社会科学,其中材料科学与计算机科学进入前1‰,工程学进入前1‱;2020年在U.S.News世界大学工程学排名中位居全球第六名;2020年在U.S.News世界大学电气与电子工程排名中位居全球第一名。

    为纪念哈工大建校100周年,我们组织了此专刊,包含中文11篇,英文25篇。专刊汇总了哈工大近年来在力学、材料科学与工程、自动化、计算机科学与技术、航天科学与工程、机电工程、化学、电子与信息工程、能源工程等方面的研究进展,以期与国内外同行交流和合作,促进相关领域的基础研究、工程应用等方面的发展。

    衷心感谢《中国科学:技术科学》主编张统一院士、编辑孙书军先生在此次专刊出版过程中付出的辛勤劳动。

    哈工大将始终坚持社会主义办学方向,紧扣立德树人根本任务,在教书育人、科研攻关等工作中,不断改革创新、奋发作为、追求卓越,努力为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大贡献!

             2020年7月

            中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 829-830

评述

1、异质外延单晶金刚石的研究进展

    王伟华, 代兵, 王杨, 舒国阳, 刘本建, 赵继文, 李一村, 刘康, 房诗舒, 杨世林, 杨磊, 韩杰才, 朱嘉琦

    单晶金刚石具有优异的力、声、热、光、电等性质,而异质外延工艺是制备大尺寸单晶金刚石的一种重要手段。本文以CVD工艺所采用的c-BN、Pt、Si、SiC、Ir复合衬底等不同类型异质衬底为主线,以国内外开展该研究的代表性团队所取得主要成果为基础,对该领域多年来的发展历程、最新进展开展评述,主要涉及偏压增强形核技术及晶种处理后高温退火技术等高密度外延金刚石形核工艺及机理,基于台阶流动和向错形成机理的织构生长晶界湮灭过程与工艺调控,横向外延过度生长和离轴衬底生长等用于位错密度降低的工艺等内容,并在最后对该领域的未来发展做出展望。 

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 831-848

2、W火焰锅炉多次引射分级燃烧机理及技术研究

    李争起, 张鑫, 陈智超, 曾令艳, 谭紫莹, 朱群益, 秦裕琨

    引进国外技术制造的W火焰锅炉实际运行中普遍存在飞灰可燃物含量高、NO_x排放量高及结渣严重等问题。我们对不同技术流派W火焰锅炉的炉内流动、燃烧及NO_x生成特性,开展了气固两相、数值模拟及工业试验研究,在消化吸收国外技术的同时,找出了问题的原因。提出了W火焰锅炉多次引射分级燃烧技术,该技术已被用于4台600-MW和350-MW机组新炉设计,5台600-MW和300-MW机组锅炉燃烧系统改造,解决了国外W火焰煤粉燃烧技术存在的问题,实现了锅炉的经济、安全运行。 

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 849-862

3、永磁电机无电解电容驱动系统研究综述

    赵楠楠, 王高林, 徐殿国

    永磁同步电机无电解电容驱动技术可以提高系统可靠性、降低成本以及减小体积,成为了现代电机驱动系统的一个重要发展方向,目前已在航空航天、工业传动和家用电器等领域得到了成功应用。本文主要围绕高功率因数控制技术、网侧输入电流谐波抑制和稳定性控制方法三个方面对永磁同步电机无电解电容驱动系统的发展现状进行介绍,针对这三个方面的关键技术和已取得的研究成果进行归纳和总结,指出了相应解决方案的优缺点,并进行了对比分析。最后针对永磁同步电机无电解电容驱动系统目前亟需解决的问题和发展趋势进行了分析和展望。 

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 863-875

4、机织复合材料损伤演化研究进展

    果立成, 廖锋, 李志兴, 黄金钊, 赵九州, 郑滔

    机织复合材料内部交织的纱线使得其相较于铺层复合材料具有更好的整体性和抗分层性能,但也使得这类材料的失效机理更加复杂,给此类材料的损伤演化研究带来了极大的挑战。本文从机织复合材料的试验技术、损伤演化模型与仿真方面总结和评述了机织复合材料损伤演化研究的现状。在试验技术方面,着重总结了表征机织复合材料损伤演化的试验手段,主要包括基于应变、声发射技术、红外特征和CT技术的损伤表征。概要地评述了各方法的使用条件以及面临的问题和挑战。在损伤演化模型和仿真方法方面,以材料受到的载荷特征为主线,总结了机织复合材料在静态、疲劳以及冲击载荷作用下的典型研究方法。基于上述总结,提出了未来机织复合材料损伤演化研究的发展方向,包括多手段集成的损伤机理表征、损伤关联的宏细观基础力学性能测试、宏细观强度准则及强度设计、机器学习算法与有限元等方法相结合的仿真模型以及复杂条件下基于数字孪生概念和全寿命周期的使役性能研究等。 

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 876-896

5、气动软体机器人发展现状与趋势

    管清华, 孙健, 刘彦菊, 冷劲松

    软体机器人由于其内在的高度的灵活性、良好的顺应性、出色的适应性和自然安全的可交互性,在医疗、教育、服务、救援、探索、探测、可穿戴设备等领域越来越受到重视,并显示出巨大的发展潜力。气动软体机器人由于重量轻、效率高、无污染、环境适应性强等特点在软体机器人领域占据了重要地位。同时,气动软体机器人技术的发展与新材料、新设计和新工艺的应用密不可分。本文首先从驱动器结构设计、制作工艺综述了气动软体机器人的研究现状与主要进展,而后对软体机器人的多功能化、模块化以及仿生学设计趋势进行了分析和讨论。并对气动软体机器人在系统可靠性、气源供给和运动控制方面研究面临的问题和挑战进行了相关分析和讨论,最后对气动软体机器人的未来发展方向和意义进行了展望和总结。 

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 897-934

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论文

1、(TiBw+(TiZr) 5 Si 3 )/TA15钛基复合材料粉末冶金制备与热处理改性

    黄陆军, 孙枫泊, 安琦, 韩亚坤, 刘悦, 崔喜平, 耿林    

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 935-946

2、BSA-NH 2 /PNIPAAm缀合物单层膜的制备及对脂肪酶催化反应的调控

    孙照玲, 林幼萍, 王磊

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 947-956

3、基于轮廓法与固有应变理论焊接纵向残余应力的三维重构

    董志波, 周守振, 武继胜, 方洪渊

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 957-963

4、基于变分自由能的免授权上行SCMA系统活动用户检测与信道估计

    袁泉, 王振永, 李德志, 郭庆, 王振邦

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 964-970

5、基于激光测距与单目视觉的微型无人机室内目标人物搜索方法研究

    高天禹, 马雨婷, 韩成哲, 蔡博, 翁睿, 张立宪

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 971-982

6、介电液体电羽流流动特性实验研究

    孙德鑫, 孙志浩, 宋志伟, 罗康, 易红亮, 吴健

    中国科学: 技术科学, 2020, 50(7): 983-996

    (来源:https://www.sohu.com/a/414777999_100014418)

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