三峡水库常年回水区航运工程建设关键技术研究

本课题的总体研究目标是：通过对三峡水库常年回水区航运工程关键技术的科技攻关和技术创新，获得三峡库区悬移质输移和深水码头嵌岩桩变形等规律，形成三峡水库航道演变数值模拟技术、三峡水库常年回水区航道治理技术、深水码头嵌岩桩基础设计技术等创新技术，达到三峡水库常年回水区488km航道设计水深保持4.5m，码头水工结构建设成本节约20%以上。在重庆交通大学河海学院杨胜发教授的带领下，课题研究取得了圆满成功。     

浪漫的圣托里尼岛

米克诺斯爱琴 海前菜路易斯邮轮汽笛轰鸣,缓缓离开码头全速在大海中前进,一段午睡的时光后,再次朝窗外看去,典型的蓝白色爱琴海元素便出现眼前。作为临近雅典的海岛,米克诺斯是所有人游弋爱琴海的开胃前菜。尽管海湾中停满游艇、码头上各种招揽生意的人络绎不绝,但这里仍能在商业氛围中很好地保留着一份淳朴。     

大型复杂结构布局优化设计方法研究与软件开发

该课题以飞机和机械结构为工程背景,首先,研究了高效的大型复杂结构拓扑优化方法与数值计算技术：探讨了结构不同类型拓扑变量的尺度效应的机理,形成组合结构拓扑优化方法与技术;通过摸索结构尺寸、形状和拓扑变量的尺度效应的机理,     

水环境监测无线网络微传感器芯片系统基础研究

面向水环境监测国家重大需求，针对无线网络微传感器芯片系统急需解决的领域前沿问题，围绕着三维微纳结构传感效应及尺度效应、敏感材料与载体相互作用机理及表面增强效应、多靶标可逆特异性响应机理与信号转换机制、能量产生及耗散机理与自循环复合换能机制等核心科学问题进行探索性研究，深入研究和认识敏感机理，探索和研究新的敏感效应和敏感方法，获得提高微纳生物化学传感器灵敏度、选择性、稳定性的科学方法与技术途径；发展微纳加工、集成与封装新方法，研制出水环境监测关键微传感单元、微弱信号检测与传输极低功耗电路、环保型长效微型电源；通过微传感单元、极低功耗集成电路、微型电源的集成，结合样品预处理微流控芯片，实现水环境监测无线网络微传感器芯片系统，突破和解决水环境现场、实时、网络化自动监测关键技术。获得一批自主知识产权和前沿性成果，造就一支具有国际水平的研究队伍，营造不断创新的环境，为使我国在传感技术领域进入国际先进和领先水平，为我国信息技术的长远发展奠定坚实的基础。     

生物质的抗降解性及其生物炼制中的科学问题

木质纤维素资源的化学成分和结构复杂,目前还缺少能够破坏纤维素结构稳定性的低成本技术,生物降解转化的效率还不能适应大规模工业化要求。国内这方面基础研究相对薄弱,急需针对生物质抗降解屏障与生物转化的难点,围绕其中3个关键科学问题开展研究：（1）植物生物质是如何抗生物降解的——从生物降解转化的角度深入研究这一系列抗性屏障的特性,寻求破解之道,是实现生物质高效转化的基础;（2）微生物是如何攻击植物生物质抗降解屏障的——深入研究微生物降解木质纤维素的机理、多样性以及酶系合成调控,探寻人工构建低成本且高效的复合酶系的可能途径;（3）破解抗性屏障和提高转化效率的可能途径——分子生物学和系统生物学研究的发展为生物的定向设计与改造提供了可能,通过设计和改造植物、微生物及其降解酶系,选育适于转化纤维素为大宗平台化合物的微生物,研究其代谢调控,构建代谢工程菌,研究定向转化的过程及相关产品,结合物理化学预处理技术的研究,可望集成和设计出新的木质纤维素类生物质生物转化液体燃料和化学品的综合生物炼制技术方案。     

路域生态环境遥感监测指标体系研究

本文通过西部山区高速公路生态环境特征及山区高速公路建设对生态环境的影响,开展了路域生态环境遥感监测指标体系的研究,构建了基于遥感的西部山区高速公路路域生态环境监测的指标体系,为开展基于遥感与GIS的公路生态环境监测与评价模型的建立打下了基础。     

澜沧江远程水位观测系统

澜沧江航道是中国连接东南亚各国的国际黄金水道，在中国与下游东南亚国家的经济合作中发挥着重要的作用。澜沧江在我国云南省境内属于山区性河流，河流水位涨落迅速，枢纽电站的日调节下泄水流引起了水位的急剧变化，景洪建库后，电站日调节流量变化很大，必然会影响下游V级航道整治效果，给航道管理、滩险整治和船舶航行安全等带来重要影响。     

精微机电产品结构设计方法与集成设计工具

超精密机电系统是动力学敏感的大规模复杂系统，超精密运动机构是其核心部件。超精密机电系统达到纳米运动精度的根本技术手段是减小运动副的摩擦，消除产生内部扰动的因素，阻隔扰动传递，减小内部发热。为此，超精密运动机构结构设计采取的措施是采用浮动式运动副、柔性基础、刚柔耦合结构替代传统的接触运动副、刚性基础和刚体结构。但这种结构创新也带来了一系列新的问题与挑战，包括刚柔耦合运动机构构型与结构设计、运动副的电-磁-气-固-热耦合、基础柔性和刚柔耦合结构导致的动力学建模与计算的复杂性、动态误差评估、结构轻量化以及超精密减振等。目前，超精密机电系统结构设计与分析优化尚缺乏建模、分析、优化的系统化方法和工具支持。     

地震作用下坝区滑坡动态灾变过程分析

该项目的研究目标主要表现在：研究滑坡在力的作用下,渐进变形过程的破坏机理、破坏类型及控制标准;建立描述滑坡渐进变形破坏过程全新本构模型,模型参数标定方法,并阐述与传统理论的相互关系;建立新型表征滑坡稳定特性的评价标准,并阐述其力学意义,并与传统的稳定性评价标准加以比较。主要任务为：以数值模拟法再现滑坡的渐进破坏过程,并评价滑坡在渐进破坏过程中不同应力状态的稳定性,从而为滑坡防治及预测预报提供依据。     

非线性应力波传播理论进展及应用

1立项背景和研究思路 上世纪80年代以来,随着高新技术的快速发展,国防科技、航天航空、新型材料等领域广泛涉及爆炸与冲击问题,特别在核武器爆炸、常规武器爆炸、高速撞击、材料动态破坏、结构毁伤及防护等方面,动态力学问题的现实挑战日益凸显。这类问题的基础和应用研究涉及国家安全范畴,而应力波理论是解决各种爆炸与冲击问题的基础和主线,需要我国科学工作者自主创新、合力攻关。     

纳米生物机器原理、制备及其应用探索

纳米生物机器是纳米生物技术领域的前沿热点之一,不仅对了解细胞运作规律、构建人工纳米机器有着重要意义,还为智能材料体系,生物传感器的设计、构造等提供理论和技术基础。本项目围绕纳米生物机器的构建及其运动机理这一核心问题,主要针对典型的天然蛋白质机器和人工核酸机器,通过对其结构与操控机制的研究,探索纳米生物机器的构建原理及一般性工作原理,发展纳米生物机器操控的新方法,     

重庆市主城大气灰霾形成机理基础研究

2009年5月至2012年3月，“重庆市主城大气灰霾形成机理基础研究”项目组，历时3年，率先对西南山地城市--重庆地区的灰霾特征和成因进行了研究。在全面分析大气细粒子的理化特征及变化规律、来源的基础上，从灰霾形成的“物质条件”和“气象条件”，两方面初步阐释了重庆市独特下垫面类型和气象条件下灰霾形成的机理基础。该研究在重庆属于首例，在全国也处于领先水平。通过该项目，填补了国内高温高湿、低山丘陵地区灰霾特征和形成机理研究的空白，也是对全国气溶胶的理化性质与城市群灰霾的形成机制研究的一个重要补充。该项目作为重庆市“蓝天行动”（2013～2017年）的重要科学研究基础，为重庆市控制细粒子污染、减缓灰霾污染提供了理论依据；为逐步实现灰霾污染预报预警提供了坚实的基础，为重庆市实施国家区域大气联防联控规划提供了技术支撑。     

大跨桥梁持续环境荷载的时变效应与服役性能评估

大跨桥梁是交通运输网络的关键结点,桥梁结构自建成伊始就暴露在持续环境荷载的耦合作用下。不同于极端环境荷载作用下的骤变破坏机理,桥梁结构在持续环境荷载作用下的性能衰变往往不容易引起工程与管理人员的重视,桥梁的临界破坏点更是难以把控。着眼于重大桥梁基础设施全寿命设计安全性的国家973计划青年科学家项目"大跨桥梁持续环境荷载的时变效应与服役性能评估",为揭示持续环境荷载作用下大跨桥梁的形变—损伤—破坏—倒塌的基本发展规律提供重要理论支撑。     

山区公路沿河路基灾变机理及防灾减灾技术

山区公路多沿河岸布线，河水的作用改变了路基内部的水渗流特征，对路基稳定性产生不利影响，易出现滑移、坍塌等灾害，针对其灾变机理认知不清，分析理论不完善，防治技术不成熟等问题，项目组依托多个省部级项目，通过四十余名科技人员历经近十年时间的联合攻关，揭示了两类沿河路基的致灾机理，提出了两套沿河路基工作性态分析方法，在此基础上，突破了沿河路基建设与防灾减灾中的关键技术瓶颈，研发了4种沿河路基防护新结构。     

控制肝脏组织发育、再生重塑与大小的关键蛋白质机器

肝脏损伤、功能衰竭及肝癌等疾病是我国重大健康问题,它们的发生发展与肝脏再生重塑及大小调控异常密切相关。针对肝脏发育、再生及大小控制机理的基础研究对于解决上述重大肝脏疾病的临床需求具有重要意义。前期研究发现Hippo信号通路在调控细胞增殖及分化、干细胞命运等方面起着关键作用,而Hippo通路的失调可导致肝脏等器官发育和大小异常,严重影响受损组织再生与重塑,或导致肿瘤迅速发生。本项目拟以肝脏为研究对象,聚焦Hippo相关信号网络如何感知器官大小并适时调控细胞生长、分化与死亡以实现器官发育、再生重塑和器官大小控制这一关键科学问题,整合基础、临床、药学领域的先进研究技术,拟通过基因编辑、内胚层干细胞肝向分化、肝细胞移植和肝脏重建、肝脏损伤修复等模型、临床病理分析、蛋白结构解析和靶向药物设计等方法,深入探讨该通路失控导致肝脏发育异常、再生重塑障碍、癌症发生的致病机理,并提出靶向干预新策略。     

海河流域二元水循环模式与水资源演变机理研究

海河流域是我国各类水问题最为突出的流域，其主要原因是流域水循环的驱动力、循环结构、循环参数在人类活动的影响下发生二元演变效应，并导致了各种不良后果。中国水利水电科学研究院主持的国家重点基础研究发展计划（975）课题“海河流域二元水循环模式与水资源演变机理”（2006CB405401）主要从流域二元水循环理论、不同时间尺度流域水循环演变规律与机理、强人类活动作用下流域四水转化关系这三点关键科学问题出发开展相关研究工作，为变化环境下水循环的基本认知模式、区域性水文极值事件频发机理、现代环境下水资源衰减规律等提供了重要的研究参考。     

北京及周边地区大气污染机理及调控原理研究

"首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理与调控原理"中大气分项目着重研究北京城市大气边界层动力、热力结构和边界层中大气污染物的物理化学特征及其变化规律,并对大气污染物的输送扩散、转化进行研究,开展城市大气污染数值预报模式及其预警系统的研究,这是本世纪城市环境研究的重大课题之一.本研究揭示城市大气环境污染调控原理,并提出治理方案.城市大气边界层系统观测及城市大气边界层物理过程和污染物化学过程之间强非线性、强非均匀性及耦合理论预测模型研究,大气与水、土多圈层相互作用的机理研究为实施北京"蓝天碧水"环境工程目标提供大气、水、土工程决策与规划,为北京地区污染综合治理提供了科学依据和理论基础.     

水沙条件变化对冲积型河道河型转化影响的研究

本项研究以上荆江陈家湾至郝穴河段作为典型河段，采用河弯均值概化的实体模型试验，对来水来沙条件变化之后河道河型的变化机理进行研究。研究结果表明，小流量利于弯曲河流的维持和发展，大流量易于使弯曲河流发生摆动，极端洪水过程极易导致河道河型的转化，而含沙量增大将抑制河型的转化。此外，建立了河道河型综合判别指标，对不同河型的划分进行了量化。     

小麦储藏蛋白相关基因的分离与表达研究

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，小麦种子胚乳是人类及家畜的重要食物和饲料来源，因此各国政府和科学家都非常注重小麦的遗传改良和遗传学研究。华中科技大学承担的国家863计划“小麦储藏蛋白相关基因的分离与表达研究”（2002AA224031）课题，是通过对决定小麦品质的储藏蛋白相关基因的克隆及其遗传转化来提高小麦品质。通过深入地研究这些基因在小麦中的遗传规律、作用机理，比较禾谷类作物间嘌呤吲哚蛋白基因和1Dx5基因在结构、功能及正确的表达调控等方面的差异，为开展禾谷类作物基因组学及其应用的研究奠定基础。     

沃康松：开创人形自动机的黄金时代

雅卡尔·德·沃康松(Jacques de Vaucanson,1709-1782)是18世纪法国著名的人形自动机发明家,他改变了此前人形自动机设计过程中所依随的"外部功能展示"模式,基于机械学与生理学、解剖学相结合的方法,形成了基于模拟方法(imitation)的人形自动机(android)设计范式,并开创了人类历史上第一个人形自动机黄金时代(18世纪中期至19世纪中后期)。文章在分析了18世纪40年代以前人形自动机发展史的基础上,对沃康松所发明的三个自动机的设计理念、文化基础、结构与机理、技术跨界(从自动机到自动纺织机)、传播及影响进行了研究。