冷轧带钢的表面形貌是在冷轧平整过程中由轧辊毛化表面转印形成的，对其冲压、摩擦和涂镀性能有重要影响。为掌握冷轧平整界面三维表面形貌转印过程的特征与规律，本研究将首先采用图像拼接与匹准的技术完成轧辊、带钢接触位置三维形貌的对应性测量和比较，结合纳米压痕、划痕实验，定量描述以微凸体压入和犁沟耦合作用为基础的三维形貌转印机制。其次，将在低阶应变梯度塑性理论框架下，结合IF钢宏、细观力学实验建立能够解释形貌转印过程中尺度效应的基于细观位错模型的材料本构关系。最后，建立包含宏观带钢基体塑性变形和细观三维形貌转印的多尺度有限元模型，对冷轧平整界面三维形貌转印问题展开数值模拟，分析尺度效应、毛化轧辊初始形貌和宏观轧制工艺参数对形貌转印过程的影响。该课题研究有助于揭示冷轧平整界面三维表面形貌的转印机理，掌握尺度效应下三维形貌的转印规律，为高质量冷轧面板表面形貌的控制奠定基础。

冷轧带钢的表面形貌是在冷轧平整过程中由轧辊毛化表面转印形成的，是冷轧带钢最重要的表面质量指标之一，对高档汽车面板和家电面板的冲压性能以及辊涂或喷涂后漆面与基体结合力有很大的影响。研究制定高质量面板表面形貌的控制工艺方法是提高冷轧产品表面质量的当务之急，在研究冷轧、平整过程细观表面形貌的转印行为中，需要迫切解决的基本科学问题表现为：冷轧平整过程形貌转印的机理问题，冷轧平整过程形貌转印的尺度效应问题，冷轧平整过程形貌转印的跨尺度建模问题。为此，本研究首先采用图像拼接与匹准的技术完成了轧辊、带钢接触位置三维形貌的对应性测量和比较。其次，在低阶应变梯度塑性理论框架下，结合IF钢宏、细观力学实验建立了能够解释形貌转印过程中尺度效应的基于细观位错模型的材料本构关系。最后，建立了包含宏观带钢基体塑性变形和细观三维形貌转印的多尺度有限元模型，对冷轧平整界面三维形貌转印问题展开数值模拟，分析尺度效应、毛化轧辊初始形貌和宏观轧制工艺参数对形貌转印过程的影响。该课题通过对三维形貌转印现象、机理、建模的深入系统研究，总结了尺度效应下三维形貌的转印规律，为高质量冷轧面板表面形貌的控制奠定基础。本课题侧重理论研究与实际应用的融合，在项目开展过程中，在跟踪测量实际生产中带钢表面形貌的基础上，分析了复印形成的带钢表面形貌的特征及规律，建立了轧辊处于不同磨损情况下油膜厚度与粗糙度复印率的关系，最终提出了冷轧成品带钢表面粗糙度的控制策略。为合作单位高质量汽车面板的生产提供了指导作用，带来显著技术进步与经济增长点，具有向其他生产企业进行推广的价值潜力。 2100433B

针对大跨度斜拉桥风致灾变研究中亟待解决的基础性问题，从理论分析、数值模拟、试验研究和现场测试、工程应用四个方面，深入研究强（台）风场作用下大跨度斜拉桥的动力学行为、损伤破坏演化机理及其过程，主要包括：1) 揭示大跨度斜拉桥的多尺度物理机制及其耦合机理，建立强（台）风场作用下大跨度斜拉桥基于物理的、一体化的动力行为描述与分析方法；2) 研究大跨度斜拉桥在强（台）风场作用下材料尺度的损伤演化行为及损伤累积效应，揭示损伤演化从材料尺度向构件尺度发展的机理和特性，在此基础上研究构件尺度的损伤演化规律及其失效破坏机理；3) 研究大跨度斜拉桥构件尺度破坏与整体结构尺度破坏之间的关系，建立大跨度斜拉桥风致灾变破坏的预测方法，并将研究成果进一步应用于国家重点工程苏通长江大桥的结构整体状态预警系统。. 本项目内容是重大工程结构损伤积累、健康监测与安全评定研究中亟待解决的核心问题，具有重要的学术价值。

针对大跨度斜拉桥风致灾变研究中亟待解决的基础性问题，从理论分析、数值模拟、试验研究和现场测试、工程应用四个方面，深入研究了强（台）风场作用下大跨度斜拉桥的动力学行为、损伤破坏演化机理及其过程，主要包括：1) 揭示了大跨度斜拉桥的多尺度物理机制及其耦合机理，建立了强（台）风场作用下大跨度斜拉桥基于物理的、一体化的动力行为描述与分析方法；2) 研究了大跨度斜拉桥在强（台）风场作用下材料尺度的损伤演化行为及损伤累积效应，揭示了损伤演化从材料尺度向构件尺度发展的机理和特性，在此基础上研究了构件尺度的损伤演化规律及其失效破坏机理；3) 研究了大跨度斜拉桥构件尺度破坏与整体结构尺度破坏之间的关系，建立了大跨度斜拉桥风致灾变破坏的预测方法，并将研究成果进一步应用于国家重点工程苏通长江大桥的结构整体状态预警系统。 本项目内容是重大工程结构损伤积累、健康监测与安全评定研究中亟待解决的核心问题，具有重要的学术价值。 2100433B

本项目对流动、传热与传质过程中的空间多尺度现象，以能源与环境领域中的几个典型多尺度工程问题为具体研究对象，发展高效的多尺度数值求解方式，深入研究不同尺度上尤其是介观和微观层次上的流动、传热与传质现象，揭示不同尺度上流动、传热与传质过程之间的耦合机制。在数值模拟方面：构建MD、DSMC与其它数值方法耦合的重构算子，发展分区计算、界面耦合多尺度数值求解方法；完善分层计算、逐级传递多尺度求解方法；发展湍流流动中壁面粘性影响区和外层之间高效，准确的信息交换方法。在实验方面：基于质子交换膜燃料电池、太阳能空气吸热器及城市小区空气品质及污染物散发实验，发展相应的多尺度问题的实验方法，获得一批可靠的实验数据，为考核与完善所建立的多尺度数值方法提供实验依据。通过本项目的执行不仅可以大力提高我国在能源与环境工程领域中多尺度问题数值模拟研究的国际地位，而且对相关的工程问题也有一定的指导与参考意义。