为辅助发电机产品的创新设计，提高设计效率，本文尝试将可拓创新方法应用于发电机创新设计，并给出设计的一般流程与步骤。先从发电机的缺点出发，设定设计目标，建立设计目标的基元模型；再对其实现的功能、原理和结构进行分析，并建立原发电机的基元模型；然后利用拓展分析与可拓变换方法，获得多个发电机设计的新创意；最后通过优度评价和专利查询，获得较优且有效的设计创意，再具体化为创新设计方案。以典型的直流发电机设计为例，先获得多个有效创意设计，并具体化为设计方案，再经实验验证其具有可行性与有效性。因此认为将可拓创新方法应用在发电机创新设计中具有一定的前景。

探讨了如何在进行产品研发创新突破的同时还能有效规避专利侵权的风险。首先根据产品研发需求，全面准确地确定目标专利，有效提取专利技术特征中的明确组件与不明确组件。再通过组件分析确定组件层级，判断组件间的功能及类型，进行产品的功能建模。然后结合裁剪策略对功能建模的模型进行修剪，得到侵权风险较小的创新方案后，将方案次生问题转换成TRIZ标准问题，通过求解形成改进的创新方案。最后运用侵权判定原则和方法判定组合方案是否存在侵权风险。通过总结优化现有规避方法，得到基于TRIZ的创新规避方法，并以高效率的多边折弯机为研究对象，经判定运用该方法得到的方案无侵权风险，实际上该方法对不同行业领域的产品创新与专利规避设计均具有借鉴与指导意义。

以三元动力电池模组为研究对象，通过研究自然对流、相变材料（Phase Change Materials，PCM）、相变材料/导热翅片3种不同散热技术，分析3种不同热管理系统（Battery Thermal Management System，BTMS）在室温（25℃）和高温（45℃）工况下不同恒定倍率放电及充放电循环过程中的温度变化规律、产热速率及温升速率，测试整个电化学反应进程中的最大温度及最大温差技术指标，深入研究不同散热介质对于电池组安全性能的影响机理。结果表明，无论室温/高温环境条件恒定倍率放电和大电流充放电循环工况，相变材料/导热翅片电池组通过对电池组侧面和正负极处进行强化传热，具有明显有效的降温和均衡温度的能力，可以实现电池组最高温度的快速降低，并维持电池模组最高温差在5℃以内，满足动力电池模组的散热需求。

利用第一性原理计算，发现Ca原子修饰的g-C₃N₄（Ca-C₃N₄）具有高的储氢能力。H与Ca-C₃N₄之间增强的吸附能主要归功于H-1s和Ca-1s轨道之间较强的化学吸附以及H-1s和Ca-3d轨道之间的杂化。在外加电场下，Ca与g-C₃N₄之间的极化具有良好的可调特性，这对于H的吸附和释放具有重要的作用。该理论计算结果能够为提高金属原子修饰的g-C₃N₄的储氢能力开辟一条可行之路。

采用高温固相法在空气气氛中制备了具有NASICON结构的Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂：Eu³⁺红色荧光粉。利用X射线衍射、漫反射光谱、荧光光谱、荧光寿命衰减曲线以及量子效率系统研究了该样品的晶体结构及荧光性能。结果表明，样品XRD图中不含明显的杂峰，表明在实验浓度范围内Eu³⁺的掺杂没有改变基质的晶体结构，样品为单相。合成过程中，需要对样品多次压片烧结，才能获得较好的单相。在近紫外光激发下，样品能发出618 nm红光，荧光强度最大对应的Eu³⁺的掺杂摩尔分数是24%。根据Rexter理论分析，浓度猝灭源于Eu³⁺离子之间的电四极-电四极相互作用。样品在室温下的最高内量子效率和外量子效率分别是61%和15%，荧光衰减的寿命范围在2.08~2.84 ms。样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺在150℃时内量子效率约为50%，表明样品具有良好的热稳定性。将样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺与394 nm波长的紫外芯片封装成LED灯，显色指数达到75.6.Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂有望作为一种新型红色荧光粉用于近紫外激发白光LED。

采用传统的高温固相法合成了Dy³⁺/Eu³⁺单掺杂和Dy³⁺，Eu³⁺共掺的具有可调色度ZnNb₂O₆荧光粉。利用X射线衍射、激发和发射光谱、荧光寿命以及扫描电镜（SEM）等系统地分析了上述合成样品。ZnNb₂O₆在200~500 nm有着较宽的吸收带，呈现出具有自激活发光的特性。ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺和ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺，0.03Eu³⁺荧光粉的色度坐标接近标准白光（0.33，0.33）。通过Dy³⁺作为敏化剂，Eu³⁺作为红光发光来调节样品的发光颜色；通过荧光光谱以及荧光寿命衰减曲线确定Dy³⁺至Eu³⁺离子的能量传递机制。分析得出Dy³⁺离子到Eu³⁺离子的能量传递机制遵循非辐射电偶极矩-电四极矩作用。据此，本文制备的ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺，yEu³⁺荧光粉在紫外汞灯白光源和其他固态照明技术中具有一定的应用价值。

多功能铁电材料是近年来的热门材料，为了研究铁电材料在光催化中的应用，通过溶胶-凝胶法在空气氛围下制备了铁酸铋（BiFeO₃）和不同Y³⁺掺杂浓度（Bi_1–xY_xFeO₃）的纳米粉体材料。通过X射线衍射仪（X-ray diffraction，XRD），扫描电镜（scanning electron microscopy，SEM）和X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）表征了样品的结构、形貌和表面化学组成等物理化学性质。并利用分光光度计和光化学反应实验测试了样品的吸收谱和在紫外灯照射下的光催化效果。研究发现，掺杂Y³⁺不会改变晶格结构，但是减小了晶粒尺寸和禁带宽度。同时，根据O 1s的XPS窄谱扫描的拟合分析发现，引入Y³⁺可以有效提高氧空位的含量，而氧空位可以降低空穴-电子对的复合率，提高载流子利用率。因此，掺杂Y³⁺可以提高BiFeO₃的光催化效率，使其成为一种很有潜力的光催化材料。

微生物诱导碳酸钙沉淀（microbial induced calcium carbonate precipitation，MICP）是一种新兴的环保地基加固技术，使用该技术需消耗大量化学分析级试剂，如尿素、钙盐等，对环境等造成一定的不良影响。基于利用废弃资源的理念，选取厨余垃圾生蚝壳作为MICP固化砂土钙源，并与用硝酸钙、氯化钙作为钙源进行对比。通过无侧限抗压强度试验、渗透试验、碳酸钙质量分数测试、干密度试验和扫描电镜试验（SEM）等探讨该方法的可行性。试验结果表明，以生蚝壳为钙源的MICP固化砂柱的平均孔径最大，但其表观孔隙率最低，无侧限抗压强度、渗透系数、碳酸钙质量分数、干密度等物理力学指标均优于化学钙。SEM试验结果显示，不同钙源固化砂柱砂颗粒表面均有碳酸钙沉淀生成，生蚝壳钙源获得的碳酸钙沉淀晶体形态是表面比较粗糙，伴有微小孔隙的球体形态；硝酸钙获得的碳酸钙沉淀是介于球状和棱柱体之间的多棱角的簇状；氯化钙获得的碳酸钙沉淀呈现颗粒相互交错堆积的簇状。

为了减小道路交通汽车荷载对广州市番禺万博商务中心地下空间结构产生的低频振动影响，研发一种新型的钢弹簧浮置板隔振道路。应用ANSYS软件分别建立钢弹簧浮置板、地下空间、浮置板和地下空间结构的三维有限元模型，对这3种不同结构进行模态分析，并进一步研究了传导比。结果表明：设计的浮置板道路基频为8.69 Hz；地下空间基频为15.69 Hz；浮置板与地下空间整体结构基频为7.33 Hz；从振型上看，低频时主要体现为浮置板的振动，中高频时主要为地下空间结构顶板的振动；3种结构的传导比峰值均出现在第一阶固有频率附近，地下空间结构在增加钢弹簧浮置板后传导比最大为0.878。钢弹簧浮置板道路可起到良好的隔振效果。

各向异性是岩土材料普遍具有的性质，而横观各向同性是岩土各向异性最通常的表现形式，因此在真三轴试验中，不同加荷方向下的大主应力方向与颗粒沉积方向之间形成的不同夹角（α角）对其本构特性影响的研究是具有意义的。在有效围压为200 kPa，中主应力系数为0，0.5，1的条件下，采用不同的制样方法，分别进行α角为0°，60°，90°的饱和粗砂进行排水剪切试验，并结合试验数据探究其应力应变及剪胀特性。最后，通过分析似临界状态下有效球应力p'–偏应力q曲线和lnp'–孔隙比e曲线，得出不论α角取何值，其临界状态都是存在的。

湿热地区设置空调的实验室的空调能耗比常规公共建筑的空调能耗要大得多，其中一个原因是空调系统中排风引起的空调新风能耗占比较大。本文提出了一种分功能独立的“新风-补风”系统，较大程度地减小湿热地区实验室所需的新风量和新风负荷，并结合实际案例分析该系统的节能效果。分析结果表明，与普通的“多联机+新风”空调系统相比，基于分功能设计的“多联机+分功能新风-补风”空调系统的节能率达到了65.8%。

工质是有机朗肯循环（organic Rankine cycle，ORC）中能量转换的载体，其与冷、热源之间的匹配直接影响ORC系统性能。现有工质提升ORC系统性能有限，新型工质的设计对提升ORC性能非常重要。提出了基于计算机辅助分子设计（computer-aided molecular design，CAMD）的工质设计与和ORC系统同步优化的建模和求解方法，对传统CAMD模型进行了改进。建立了以ORC系统输出净功最大为优化目标的混合整数非线性数学规划（mixed integer non-line programming，MINLP）模型，提出了求解策略。基于9个基本元素选择37个基团，应用于建立的同步优化模型，获得了热源范围353.15~463.15 K和冷源范围293.15~298.15 K工况下的最优工质，并与现有工质进行了对比验证。对比结果表明，新型工质的ORC净功比现有工质ORC净功增加12.46%。对在计算ORC循环性能中涉及的工质物性，如临界温度、临界压力、沸点温度、比热容、密度和相对分子质量等进行了敏感性分析。

研究了无线携能传输协同中继非正交多址接入系统中的强用户速率最大化问题。通过把非凸的优化问题转化为凸优化问题，并由MATLAB仿真得到强用户速率的优化结果。结果表明：此非正交多址接入系统的强用户速率随着源节点发射功率的增加而增加；在强用户速率性能方面，此非正交多址接入系统明显优于传统的时分多址接入系统。

针对多旋翼无人机降落时采用位置控制方式存在位置振荡和速度超调现象的问题，本文采用速度控制的方式进行降落，构建了一个完整的精准降落闭环速度控制系统。首先建立无人机精准降落速度控制系统的总体框架；然后进行无人机降落时多个坐标系之间的转换；再设计外环速度的"比例-积分-微分"（Proportion-Integral-Derivative，PID）控制系统和模糊自适应速度PID控制系统；最后进行2种控制系统的性能测试和对比实验。结果表明，无人机在这2种控制系统下均能成功降落到地面靶标上，且模糊自适应速度PID控制系统降落精度更高，达到了0.13 m以内。因此多旋翼无人机采用模糊自适应速度PID控制系统可实现自主精准降落。

新型研发机构具有独立的法人资格，本质上是其脱离依附其他组织、实现自身可持续高质量发展的必然要求。然而，作为科技体制“试验田”的新型研发机构，目前同时存在事业单位、企业和民办非企业3种不同类型的法人资格，不统一的身份认定使其在我国现有科技体制中找不到适配位置，从而造成现有法律与新型研发机构功能的错位，无法保证新型研发机构作为重要科技创新力量助力创新驱动发展。因此，本文从新型研发机构自身发展和提升国家科技创新能力的角度，探讨新型研发机构法人属性的发展方向，明确其在我国科技体制中的职能定位，为政府健全相关配套的法律法规提供参考。