獲獎成果

  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。作为獲獎成果第一完成单位,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.土木系韓林海等完成的“基于全壽命周期的鋼管混凝土結構損傷機理與分析理論”項目獲國家自然科學獎二等獎

  該項目屬于土木建築工程領域。項目准確揭示了核心混凝土被動約束機制的科學難題,建立了其通用型本構模型,闡明了鋼管混凝土結構的損傷機理、受力性能和計算方法,系統建立了基于全壽命周期的鋼管混凝土結構分析理論體系。代表性論著被包括多國科學院/工程院院士等著名學者大量引用,受到高度評價。主要成果被多部教材/專著、國家/行業標准采納,並被直接應用于多個標志性工程設計,實質性地推動了結構工程學科發展。

  3.自動化系周東華等完成的“動態系統運行安全性評估理論與方法”項目獲國家自然科學獎二等獎

  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.精儀系尤政等完成的“先進MEMS衛星設計制造關鍵技術及應用”項目獲國家技術發明獎二等獎

   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器件與微型化組件批量研制

  5.水利系陳永燦等完成的“複雜水域水動力特征和生境要素模擬與調控關鍵技術與應用”項目獲國家科學技術進步獎二等獎

  項目屬環境水利領域,針對大規模水電開發和水資源利用所引起的水溫、溶解氧、藻類等生境要素變化,自主研發了複雜水域生境要素精細模擬系統和理論方法,全面揭示了複雜水域生境要素演變規律與動力機制,系統研發了“控滯升溫”、“控時削峰”的生態調控關鍵技術,實現了複雜水域生境要素模擬與水動力調控關鍵技術的創新和突破,並將豐碩的創新成果直接應用于我國2/3以上的200m高壩工程和200萬kW特大型水電站,支撐了數十個世界級重大工程的設計建設與運行管理,保障了流域工程安全與生態安全,取得了顯著的生態環境效益。

複雜水域水動力及主要生境要素模擬系統

  6.自動化系季向陽等完成的“編碼攝像關鍵技術及應用”項目獲國家科學技術進步獎二等獎

  項目組長期圍繞編碼攝像領域開展研究與應用工作,通過對光照和光路進行編碼調制與重構,實現大縱深場景全清晰感知、複雜環境精確深度感知,突破傳統光學成像景深、時空分辨率等性能瓶頸和信息維度缺失局限。在應用基礎理論、共性核心技術、關鍵裝備平台等方面取得了一系列突破性成果:獲國家授權發明專利60項,軟著12項;形成了整套編碼攝像技術新體系,研制了一系列裝備和系統,實現了規模化應用,取得了良好的經濟和社會效益。

編碼攝像主要技術創新

  7.建築學院林波榮等完成的“綠色公共建築環境與節能設計關鍵技術研究及應用”項目獲國家科學技術進步獎二等獎

  項目面向城鎮化領域健康環境營造和節能減排國家重大需求,重點突破了公共建築環境營造新方法、性能導向設計新技術以及高效節能新産品三方面關鍵技術,開發了具有國際領先水平的即繪即模擬軟件MOOSAS,引領了我國公共建築環境營造與節能設計方法創新及設備系統升級。成果授權發明專利15項、軟著11項,被5部國家或行業標准采納,在全國12家大型甲級設計院推廣約5800多萬平米。近3年直接經濟效益約17.6億元,累計節能2.7億度電。

北京大興國際機場航站樓綠色節能設計

   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

  項目屬于汽車領域,瞄准汽車強國核心零部件自主創新戰略需求,針對卡脖子總成——制動系統,原創壓力限差閥芯振顫控制技術,實現了制動壓力精准快速控制;原創制動介質動態平衡技術,爲制動能量高效率回收掃清了障礙;原創動態負載高精度加載技術,爲高性能制動系統開發提供了關鍵實驗條件。高安全控制、高能效回收、高精度加載關鍵指標均優于國際壟斷供應商。自主技術及産品實現大規模應用,經濟效益巨大,打破國際壟斷且形成了國際競爭力。

轉鼓試驗

  9.車輛學院李亮等完成的“商用車機械自動變速式混合動力系統總成關鍵技術及其産業化應用”項目獲國家科學技術進步獎二等獎

  項目屬于車輛工程領域。項目發明了機械自動變速式並聯混合動力系統總成;研制了具備多檔位變速與多模式切換功能的動力耦合裝置;研發出系統驅動、制動過程中安全及平順性控制技術;提出了整機高效節能優化控制方法,節油率達45%。開發了商用車並聯混動、混聯混動等多個系列産品,成果獲授權國家發明專利93項。産品應用到重汽、東風、福田等10萬多輛新能源汽車上,並出口歐盟、澳大利亞等國際市場。近三年直接經濟效益約53.7億元,打破了國際壟斷。應用車型累計節油約69萬噸/年,CO2減排約216萬噸/年。

商用車機械自動變速式混合動力系統總成

  截至2019年度,清華大學累計獲國家科學技術獎勵591項。其中:國家最高科技獎獲獎者1人,國家自然科學獎81項,國家技術發明獎157項,國家科學技術進步獎352項。