获奖成果

  2019年,清华大学共获得国家科学技术奖20项。其中,国家自然科学奖5项,国家技术发明奖4项,国家科学技术进步奖11项。作为获奖成果第一完成单位,清华大学再创佳绩,荣获国家科技奖11项,获奖数量居全国高校首位。 部分项目介绍如下:

  1. 数学系李海中完成的“Pinkall-Sterling猜想和超曲面几何的研究”项目获国家自然科学奖二等奖

  1989年U.Pinkall和I.Sterling在顶尖数学期刊Ann.Math. 论文提出Pinkall-Sterling 猜想: 三维球面中常平均曲率的嵌入环面是旋转环面。该项目给出三维球面中常平均曲率嵌入环面的完全分类,完全解决了 Pinkall-Sterling 猜想,结果可以叙述如下。定理:3维球面中常平均曲率H的嵌入环面M必为旋转环面。当 H=0 或H2=1/3时,M必为 Clifford 环面 S1×S1。对于任意的m≥2,,则存在唯一的常平均曲率H的嵌入环面(非Clifford环面)。对于给定的H (H≠0, H2≠1/3),得到平均曲率为H的新曲面可能不只一个,H越大,新曲面的个数越多。例如,当H=0.35时,只有1个新的CMC 环面,对应m=2;当H=3时,得到共有3 个不同的CMC 环面,对应的m 依次为7,8,9。

  2.土木系韩林海等完成的“基于全寿命周期的钢管混凝土结构损伤机理与分析理论”项目获国家自然科学奖二等奖

  该项目属于土木建筑工程领域。项目准确揭示了核心混凝土被动约束机制的科学难题,建立了其通用型本构模型,阐明了钢管混凝土结构的损伤机理、受力性能和计算方法,系统建立了基于全寿命周期的钢管混凝土结构分析理论体系。代表性论著被包括多国科学院/工程院院士等著名学者大量引用,受到高度评价。主要成果被多部教材/专著、国家/行业标准采纳,并被直接应用于多个标志性工程设计,实质性地推动了结构工程学科发展。

  3.自动化系周东华等完成的“动态系统运行安全性评估理论与方法”项目获国家自然科学奖二等奖

  该项目在动态系统运行安全性评估理论方向取得了具有国际影响的系统性创新成果:1)建立了全潜空间投影过程监测理论;2)提出了一种动态系统可靠性实时预测方法;3)建立了随机退化系统剩余寿命估计理论,引领了国际新的研究方向。8篇代表性论文被 SCI正面他引811次,3篇论文入选ESI 高被引论文。部分成果已在战略导弹武器惯导平台寿命预测与延寿中得到应用。

  4.精仪系尤政等完成的“先进MEMS卫星设计制造关键技术及应用”项目获国家技术发明奖二等奖

   MEMS卫星是以微机电系统为核心,具有功能密度高、研制周期短、应用灵活的纳型卫星。项目提出了高可靠集中式最小系统和高性能弹性化扩展系统体系架构,确保了在轨高效工作与高性能任务兼顾。发明了系列基于MEMS技术的卫星功能部件,显著提升了纳型卫星的功能密度比;发明了高精度星敏感器及空间多目标一体化感知测量方法,以星场为参考,在轨统一了遥感相机、探测载荷等测量基准。研究成果在探月工程、高分专项等重大任务中成功应用。

核心MEMS器件与微型化组件批量研制

  5.水利系陈永灿等完成的“复杂水域水动力特征和生境要素模拟与调控关键技术与应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖

  项目属环境水利领域,针对大规模水电开发和水资源利用所引起的水温、溶解氧、藻类等生境要素变化,自主研发了复杂水域生境要素精细模拟系统和理论方法,全面揭示了复杂水域生境要素演变规律与动力机制,系统研发了“控滞升温”、“控时削峰”的生态调控关键技术,实现了复杂水域生境要素模拟与水动力调控关键技术的创新和突破,并将丰硕的创新成果直接应用于我国2/3以上的200m高坝工程和200万kW特大型水电站,支撑了数十个世界级重大工程的设计建设与运行管理,保障了流域工程安全与生态安全,取得了显著的生态环境效益。

复杂水域水动力及主要生境要素模拟系统

  6.自动化系季向阳等完成的“编码摄像关键技术及应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖

  项目组长期围绕编码摄像领域开展研究与应用工作,通过对光照和光路进行编码调制与重构,实现大纵深场景全清晰感知、复杂环境精确深度感知,突破传统光学成像景深、时空分辨率等性能瓶颈和信息维度缺失局限。在应用基础理论、共性核心技术、关键装备平台等方面取得了一系列突破性成果:获国家授权发明专利60项,软著12项;形成了整套编码摄像技术新体系,研制了一系列装备和系统,实现了规模化应用,取得了良好的经济和社会效益。

编码摄像主要技术创新

  7.建筑学院林波荣等完成的“绿色公共建筑环境与节能设计关键技术研究及应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖

  项目面向城镇化领域健康环境营造和节能减排国家重大需求,重点突破了公共建筑环境营造新方法、性能导向设计新技术以及高效节能新产品三方面关键技术,开发了具有国际领先水平的即绘即模拟软件MOOSAS,引领了我国公共建筑环境营造与节能设计方法创新及设备系统升级。成果授权发明专利15项、软著11项,被5部国家或行业标准采纳,在全国12家大型甲级设计院推广约5800多万平米。近3年直接经济效益约17.6亿元,累计节能2.7亿度电。

北京大兴国际机场航站楼绿色节能设计

   8.车辆学院张俊智等完成的“车用高性能制动系统关键技术及产业化”项目获国家科学技术进步奖二等奖

  项目属于汽车领域,瞄准汽车强国核心零部件自主创新战略需求,针对卡脖子总成——制动系统,原创压力限差阀芯振颤控制技术,实现了制动压力精准快速控制;原创制动介质动态平衡技术,为制动能量高效率回收扫清了障碍;原创动态负载高精度加载技术,为高性能制动系统开发提供了关键实验条件。高安全控制、高能效回收、高精度加载关键指标均优于国际垄断供应商。自主技术及产品实现大规模应用,经济效益巨大,打破国际垄断且形成了国际竞争力。

转鼓试验

  9.车辆学院李亮等完成的“商用车机械自动变速式混合动力系统总成关键技术及其产业化应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖

  项目属于车辆工程领域。项目发明了机械自动变速式并联混合动力系统总成;研制了具备多档位变速与多模式切换功能的动力耦合装置;研发出系统驱动、制动过程中安全及平顺性控制技术;提出了整机高效节能优化控制方法,节油率达45%。开发了商用车并联混动、混联混动等多个系列产品,成果获授权国家发明专利93项。产品应用到重汽、东风、福田等10万多辆新能源汽车上,并出口欧盟、澳大利亚等国际市场。近三年直接经济效益约53.7亿元,打破了国际垄断。应用车型累计节油约69万吨/年,CO2减排约216万吨/年。

商用车机械自动变速式混合动力系统总成

  截至2019年度,清华大学累计获国家科学技术奖励591项。其中:国家最高科技奖获奖者1人,国家自然科学奖81项,国家技术发明奖157项,国家科学技术进步奖352项。