自从2003年SARS危机爆发以来，由中央空调系统产生的微生物污染问题逐渐受到人们关注。随着中央空调系统在公共建筑中的广泛应用，对空调系统中微生物污染繁殖扩散机理探究成为重要的研究课题。 本项目选取大型公建中央空调系统作为研究对象，对空调系统生物污染状况进行实测调查。研究发现，实测的空调系统均存在不同程度的污染问题，经分子生物学Miseq基因组测序技术分析，枝孢属、青霉属为中央空调系统主要真菌类微生物，同时空调系统内还伴有其他多种微生物存在。项目选取中央空调系统中优势微生物枝孢属和青霉属真菌作为代表性真菌，开展基于微生物环境热湿响应/温热控制的生物生长繁殖实验研究，通过热湿响应实验对不同环境下真菌生长繁殖的主效应因素进行分析。基于实验数据，分别采用Logistic方程、Gompertz方程以及平方根方程构建中央空调系统真菌类微生物生长繁殖数学模型，并对模型的准确性和可行性进行了验证。为对中央空调系统真菌颗粒物繁殖扩散全过程进行解析，项目通过实验构建了真菌孢子释放模型，并选取典型粒径生物颗粒物，对中央空调系统真菌颗粒物的扩散过程进行数值模拟。并利用WUFI-BIO软件，进行了空调机组内真菌污染的预测。 本项目对中央空调系统微生物污染问题从污染实态、热湿响应、预测模型等方面进行了理论研究。共发表科技论文15篇，其中SCI收录1篇，EI收录6篇，ISTP收录2篇，获批实用新型专利1项，获得辽宁省自然科学学术成果奖一等奖1项，编写出版研究生教材1部，培养硕士研究生2名。项目各项支出与预算基本相符。 2100433B

以空气为传播媒介的生物污染问题已越来越多的引起人们的关注，特别是空调系统微生物所导致的空气污染是当前重要的公共环境安全问题。本项目针对传统数值解析方法研究颗粒物扩散无法将生物粒子与非生物粒子区分的问题，着眼于中央空调系统真菌类微生物生长繁殖条件，通过实测和实验考察影响真菌增殖及真菌孢子释放的主效应因素，建立真菌生长繁殖数学模型，与CFD相结合对中央空调系统真菌颗粒物繁殖扩散全过程进行解析。项目以建筑环境学、微生物学、计算流体力学为理论基础，为研究中央空调系统热环境下真菌类微生物生长繁殖特性，准确的预测生物颗粒物繁殖扩散规律，解决建筑环境生物污染问题提供理论依据。

“化学注浆扩散机理的透明土试验研究”项目针对注浆工程的隐蔽性以及常规模拟实验不能实时观测浆液扩散的缺陷，实现了注浆过程的可视化研究。 本研究采用的透明土技术是利用具有相应折射系数的石英和孔隙流体制成的一种透明模型材料，经过反复试验测试，本项目选取熔融石英做为透明砂、溴化钙溶液做为孔隙流体。研究表明该透明材料可以较好地模拟天然砂的岩土工程特性，特别是其渗透特性。 本项目开发建立了一套透明土注浆光学观测系统和注浆实验设备，基于透明土实验技术和立体颗粒图像追踪技术（SPTV）实现了颗粒状材料注浆过程中化学浆液扩散的可视化研究。并建立了透明裂隙模拟装置，对单裂隙动水化学浆液注浆扩散过程进行了可视化研究。 孔隙介质透明土化学注浆实验结果表明，注入静水孔隙介质中的浆液边界随时间呈明显的是球面扩散，扩散半径扩展符合马格（Maag）公式。 通过标准砂与透明砂土的颗粒流数值模拟和室内土工试验结果分析可知，这两种砂土的微观组构特征和宏观力学响应基本一致，认为采用颗粒流原理模拟透明砂土实验是可行的，透明砂土可以代替标准砂进行室内试验模拟研究。 透明单裂隙注浆装置，研究了单裂隙动水化学注浆的扩散规律和影响因素。注浆堵水效果受水流流速影响最大，受浆液凝胶时间的影响次之，受注浆量和裂隙开度的影响相对较小。水流流速大或浆液凝胶时间短时适合用大泵量注浆而浆液凝胶时间长时适合用小泵量注浆；凝胶时间短时用小泵量注浆，会导致浆液的扩散面积不足而使堵水效果无法满足设计要求。 本项目在国内外首次利用透明土结合光学测试技术实现注浆过程中水力劈裂裂隙的产生、发展和浆液扩散、凝固的可视化，进一步阐明了土体注浆过程中化学浆液扩散机理，以及动水条件下单裂隙化学注浆堵水效果的影响因素，对实际工程有指导意义。 2100433B

一直以来，科学家都知道通过植物的花粉可以传播一些性病真菌。虽然植物性病和大部分动物性病一样，对于宿主植物并不致命。但是，动物的性病概念和植物的并不完全相同。

首先，引起植物感染性病的真菌孢子一般通过风或者采粉昆虫在植物间传播，而动物性病则是通过直接的物理接触来传播。具体来讲，目前研究最深入的植物性病是一种叫作花药黑粉菌（Micobotryum violaceum）的病菌引起的，它能感染剪秋罗属植物。

感染花药黑粉菌后，雄性和雌性植物都会成为性病真菌孢子的温床，然后就能被大黄蜂或者其他传粉者传播。有时候，这些真菌甚至会刺激患病植物长出多余的花朵，以更有效的传播传染病菌。

其次，瑞典植物学家安德斯·温斯特姆（Anders Wennstrom）和拉斯·埃里克森（Lars Ericson）在研究了很多其他花类真菌后。他们发现，有些性病真菌还能从植物花朵进入土壤，从而在来年感染植物的下一代。

还有些性病真菌会通过植物的花朵传播到其他植物的种子、叶子或者茎上。因为这些相互传染性病的方式并不需要两个植物都有性器官，所以科学家认为这些植物性病也许应该被称作生殖疾病，而不是性传播疾病。

扩散焊接技术是一门边缘科学，涉及材料、扩散、相变、界面反应、接头应力应变等各种行为，工艺参数众多，虽然已进行了大量的试验研究，但却对各种材料的连接机理尚未有明确的认识，为此人们试图借助计算技术，对接头行为进行数值模拟，以便找到共同规律，对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制对扩散连接接头行为的模拟，主要有3 个方面:

(1) 界面孔洞消失过程的机理模拟，即物理接触行为的模拟；

(2) 接头元素扩散与反应层形成的模拟；

(3) 接头变形及应力行为的模拟。

1.界面孔洞消失过程的机理

界面孔洞消失过程即界面紧密接触的过程是在塑性变形机理、粘性变形机理、界面扩散机理及体积扩散机理的共同作用下实现的。

从大类又可分为以塑性流动为主体的“变形机理”和以原子扩散流束为主体的“扩散机理”，其区别在于前者必伴有位错的滑移，后者则无需位错的滑移。

2.接头元素扩散与反应层形成的模拟

目前，接头元素扩散与反应层形成的模拟主要针对异种材料进行。接头元素扩散与反应层形成机理是指原子在接头界面处的传输、界面结构的形成条件和形成过程，主要涉及反应热力学和反应动力学等内容。对此进行的研究，不但可以探明反应进行的可能性，而且可以确定反应进行的快慢程度，这对扩散连接工艺的制定是非常有益的。合金元素的扩散决定了材料间的原子扩散距离以及接头处的均匀化程度，哈尔滨工业大学的何鹏以费克第二定律为基础对此进行了研究并建立了扩散过程中的元素浓度分布模型。对于异种材料扩散连接时金属间化合物的形成机理，到目前为止还没有一个理论能完全准确地预测和解释，只是有一个大家趋于一致的看法，即扩散连接中金属间化合物的形成和生长过程的初始阶段主要包括:接触金属以不同的速度进行互扩散，在晶体结构缺陷周围形成过饱和固溶体，在含扩散元素浓度高的缺陷区域形成新相晶核;金属间化合物晶核沿接头界面横向生长，长大的金属间化合物连成整体，并转向正常的正向生长;当生长到一定厚度时开始在其界面上形成第2 种金属间化合物的晶核:第1 种金属间化合物层进一步长大，第2 种金属间化合物横向生长，连成整体。

3.接头变形及应力行为的模拟

扩散连接接头应力模拟研究主要集中在陶瓷/ 金属连接件中，常采用解析方法和有限元方法进行分析计算，并以计算结果作为缓解措施的依据。

但是由于在对扩散连接接头的残余应力分析中，无论是解析法还是有限元法，几乎都未考虑材料间扩散过程中所形成的反应层，而此反应层是影响接头残余应力及接头性能的极其重要的因素，因而，其计算模型在很大程度上降低了分析结果的准确性，有待开展更加深入细致的研究工作 。