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高精度物理建模和成像計算技術是一直是計算機圖形學、計算機動畫、科 學計算可視化、計算機輔助幾何設計等領域的研究熱點，近年來廣泛應用在虛 擬現實、數字影視游戲、數字醫療與康復、仿生工程以及三維打印等領域。 本項目針對上述應用領域需求，開展以下幾個方面的內容研究： 1）基于中間復形曲面的復雜形狀逼近理論和方法； 2）基于代數曲面的高精度碰撞檢測和距離計算； 3）基于中間復形網格的變形計算方法； 4）復雜拓撲物體受力分析、物體結構加固方法； 5）復雜拓撲形狀的高精度繪制算法。 本項目旨在通過對上述內容的研究，為開發高度真實的三維虛擬手術模擬 系統、人體器官或軟組織的高精度三維打印以及仿生裝置的加工制造系統提供 51 理論和技術支持，以提升我國在上述領域的創新設計能力和國際競爭力。 本項目獲得國家自然科學基金重點項目資助，項目執行期 2014.1-2018.12。

01、項目背景 應用于衛星星間遠距離組網通信，同時可以用于隱蔽通信場景。星間組網通信終端物理層軟件是星間組網通信終端的重要組成部分，用于建立衛星之間雙向低速率星間數據通信鏈路，完成相互間情報數據和其他信息傳輸任務。 02、項目簡介 星間組網通信終端物理層軟件包括來自上層的數據進行信道編碼和調制，對接收到的基帶數據進行同步、解調和譯碼。發射功率4W，通信距離>1000km，解調信噪比<-23dB。 03、關鍵技術 面向突發通信的超低信噪比同步技術：同步信噪比<-26dB，即噪聲功率比信號功率大400倍情況下實現精確同步。 抗干擾技術：抗干擾容限最高可達23dB。

產品詳細介紹OMS材料物理光學屬性測量儀OMS2材料物理光學屬性BRDF測量儀，用于測量光學材料表面BRDF光學屬性以及材料體光學屬性，測量出的數據經過OMS2數據處理軟件的擬合，得出.BRDF格式的文件，這些文件都攜帶了材料的表面光學屬性和體光學屬性。這些數據文件可在OMS2支持軟件中直接讀取，在OMS2支持軟件的協助下完成雜散光仿真分析處理。國內外用戶有拜爾材料、洛克希德馬丁、NASA、三星、LG、航天508所、中航工業上海航空電器有限公司等。設備組成OMS2材料BRDF光學屬性高精測量系統由OMS2測量儀、數據處理工作站、OMS4數據處理軟件。注：B2DF的解釋雙向反射分布函數（Bidirectional Reflectiondistribution function, BSDF）是研究物體表面粗糙度之光學性質。由于物體表面上有凹凸不平的微小表面，一束入射光線射到表面而產生反射現象，用BRDF 來表示這種反射（散射）現象。其中雙向（Bidirectional）系指入射光與接受散射光的方向，因不同的入射光角度所產生的散射性質亦不相同。BRDF 主要應用在計算機仿真物體表面明亮度，與真實人眼所看物體之明亮度相符；另外可應用在背光模塊之光學模擬，例如擴散膜之散射性質。測量波段OMS2測量系統可獲得測量、提取材料在可見光以及近紅外波段的光學屬性，具體測量波段是400nm—670nm測量結果（1）材料表面光學屬性BRDFa. 材料BRDF點陣數據在使用OMS2測量材料時，儀器中的光電倍增管（PMT）在2π空間內接受樣品反射以及透射的光能量數據，因此測量后會得到離散型的點陣數據。b. 材料BRDF文件數據離散型數據直接被使用于軟件仿真并不精確，所以所得的離散型數據必須經過數據處理才可使用，OMS2系統的工作站中帶有由OPTIS研發出來的數據處理系統，經過OMS2數據處理軟件的數據擬合、處理可得出精確的可直接使用.BRDF格式的文件結果中可以查看光的不同入射角度，以及不同波長時，光在材料表面反射、吸收的參數，并且還可查看反射的光型。（2）OMS2數據處理軟件OMS2數據處理軟件內含有OPTIS大量材料屬性數據庫，可對采集到的離散型數據進行處理擬合，生成.BSDF格式的材料面光學屬性文件，以及.Material格式的材料體光學屬性文件。生成的材料光學屬性文件可在OMS2支持軟件中使用。

? 一、基礎型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能，支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130?dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002?A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N,?分辨率：?0.01N 測量范圍2：－5～+5N,?分辨率：?0.005N 個 2 7 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V,?分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V,?分辨率：0.003?V 個 1 8 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 9 包裝箱 個 1 10 數據連接線 根 2 11 電源 個 1 12 USB連接線 根 1 13 使用指導書 本 1 14 針筒 個 1 二、普及型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能。支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大 分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130?dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002?A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 光強傳感器 SJDIS-4 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：0～15000?lx，分辨率：5?lx 測量范圍2：0～1000?lx，分辨率：0.2?lx 個 1 7 位移傳感器 SJDIS-5 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0.15～1.5m,?分辨率：0.01m 個 1 8 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N,?分辨率：?0.01N 測量范圍2：－5～+5N,?分辨率：?0.005N 個 2 9 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V,?分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V,?分辨率：0.003?V 個 1 10 磁場傳感器 SJDIS-9 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-100mT～+100mT,?分辨率：0.02?mT 測量范圍2：-10mT～+10mT,?分辨率：0.01?mT 個 1 11 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 12 壓強傳感器 SJDIS-11 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 個 1 13 包裝箱 個 1 14 數據連接線 根 2 15 電源 個 1 16 USB連接線 根 1 17 使用指導書 本 1 18 針筒 個 1 三、拓展型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能。支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大 分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130?dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002?A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 光強傳感器 SJDIS-4 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：0～15000?lx，分辨率：5?lx 測量范圍2：0～1000?lx，分辨率：0.2?lx 個 1 7 位移傳感器 SJDIS-5 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0.15～1.5m,?分辨率：0.01m 個 1 8 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N,?分辨率：?0.01N 測量范圍2：－5～+5N,?分辨率：?0.005N 個 2 9 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V,?分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V,?分辨率：0.003?V 個 1 10 微電流傳感器 SJDIS-8 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-10μA～10μA,?分辨率：0.01μA 測量范圍2：-1μA～1μA,?分辨率：0.001μA 個 1 11 磁場傳感器 SJDIS-9 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-100mT～+100mT,?分辨率：0.02?mT 測量范圍2：-10mT～+10mT,?分辨率：0.01?mT 個 1 12 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 13 壓強傳感器 SJDIS-11 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 個 1 14 核幅射傳感器 SJDIS-12 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～4096Bq（放射性活度單位），分辨率：1B 個 1 15 常開傳感器 SJDIS-24 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 16 常閉傳感器 SJDIS-25 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 17 加速度傳感器 SJDIS-26 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-10g?～+10g，分辨率：0.01g 個 1 18 包裝箱 個 1 19 數據連接線 根 2 20 電源 個 1 21 USB連接線 根 1 22 使用指導書 本 1 23 針筒 個 1 南京師范大學課程資源研究所 郵政編碼：210009 地　　址：南京市寧海路122號南京師范大學信息技術樓? 公司電話：025-83204284 83301983 83302681 公司傳真：025-83302681轉8009 手　　機：13405879778 聯 系 人：王老師 網　　址：http://www.kczyyjs.com 電子郵件：wangkefang@163.com QQ號碼：2269329198 ?

序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能。支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130?dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002?A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 光強傳感器 SJDIS-4 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：0～15000?lx，分辨率：5?lx 測量范圍2：0～1000?lx，分辨率：0.2?lx 個 1 7 位移傳感器 SJDIS-5 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0.15～1.5m,?分辨率：0.01m 個 1 8 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N,?分辨率：?0.01N 測量范圍2：－5～+5N,?分辨率：?0.005N 個 2 9 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V,?分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V,?分辨率：0.003?V 個 1 10 微電流傳感器 SJDIS-8 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-10μA～10μA,?分辨率：0.01μA 測量范圍2：-1μA～1μA,?分辨率：0.001μA 個 1 11 磁場傳感器 SJDIS-9 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-100mT～+100mT,?分辨率：0.02?mT 測量范圍2：-10mT～+10mT,?分辨率：0.01?mT 個 1 12 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 13 壓強傳感器 SJDIS-11 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 個 1 14 核幅射傳感器 SJDIS-12 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～4096Bq（放射性活度單位），分辨率：1B 個 1 15 常開傳感器 SJDIS-24 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 16 常閉傳感器 SJDIS-25 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 17 加速度傳感器 SJDIS-26 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-10g?～+10g，分辨率：0.01g 個 1 18 包裝箱 個 1 19 數據連接線 根 2 20 電源 個 1 21 USB連接線 根 1 22 使用指導書 本 1 23 針筒 個 1

? ? 數字化探究實驗室由傳感器、數據采集器、計算機及配套軟件和相應的實驗儀器設備構成，集數據測量、采集、處理的智能化系統。對比傳統實驗室，數字化實驗室采用傳感器作為采集實驗數據的工具，精確度優于傳統實驗室；具有實驗數據自動采集的功能，保證了實驗結果的精確度，同時可以輕松解決許多傳統實驗室無法解決的涉及到連續快速變化的量的各種實驗；具有強大的數據處理功能，可以幫助學生輕松的對實驗結果進行分析處理，讓學生通過探究實驗對科學規律進行再發現，使實驗教學得到大大的簡化，真正體現了新課程改革的核心理念。

項目針對國內外脂溶性功能因子微膠囊化產品儲藏穩定性差、生物利用率低、 配料安全性問題等諸多品質不足，提出以構建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎，進行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩態化、可控型納米顆粒及固態粉末產品的綠色制備。產品結構多樣，填補了國內市場空白，縮小了我國食品配料產業與發達國家的差距。取得了一系列創新性成果。 針對脂溶性營養素微膠囊化產品載量低、生物利用率差等問題，利用天然蛋白質的分子柔順性和復雜大分子結構，采用增溶、乳化-溶劑揮發高效制備技術，提高營養素載量，同時收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無油型包載營養素的蛋白質納米顆粒。該產品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對蛋白質易在等電點 pH、高鹽、高溫等極端環境下因變性而失穩，采用Maillard 糖基化反應對其進行接枝，通過控制反應進程及糖基供體，獲得等電點不沉淀、乳化穩定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩定蛋白。以 其為載體制備的抗環境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內粒徑均穩定在 100nm 以下，4 °C 下儲藏 6 個月，營養素保留率達 92%以上。 針對液態乳化產品在儲藏過程中的不穩定性，利用淀粉的結構可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機制的基礎上，提出同步改性-乳化-干燥技術，構建了脂溶性營養素的粉末化制品。通過分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲藏穩定性及生物有效性之間的相關性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產品。復水后乳液 保持納米級粒徑，室溫下儲藏半年保留率達 95%以上。 針對不易使用熱處理手段的熱敏性風味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術。創新性的采用“熱液處理”原淀粉結合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強揮發性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達 98%以上，且產物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。

衛星通信具有覆蓋范圍廣、容量大、傳輸速率高等優點，可用于多種復雜通信環境，在軍事通信中得到了大量的應用。然而由于衛星信道的開放性，通信信息極易泄漏，通信隱蔽性較差。因此，如何增強衛星通信的安全性，進而提高通信的保密性逐漸成為各國研究的熱點。 針對傳統擴頻通信技術中擴頻序列易被檢測和破解的問題，提出了一種基于功率混合的安全通信方法，該方法將待加密的軍用信息和其它輔助信息按不同的功率進行混合來傳輸，此過程中，若是非接收方想要破獲待加密信息，只有在得知作為輔助信息的其它信息的前提下才能進行；此外，輔助信息是從普通民用通信中的信號里面進行選取，并通過其他的傳輸路徑到達衛星，這樣既實現了信息的有效利用，又提升了通信過程中的安全性。 針對現在擴頻通信技術，尤其是直接序列擴頻技術已經不再具備安全性，容易被敵方利用擴頻碼的設計漏洞截獲并破譯的現狀，提出了一種利用偽多徑效應來進行安全通信的方法及裝置，在該種信號傳輸模式下，安全性不再依靠擴頻技術，而是依賴于特定的功率復用方式，這種復用方式可以看作是對“多徑效應”的一種利用，大大提高了信號傳輸的安全性。 針對衛星通信信道具有開放性，極易受到外界干擾，當外界干擾功率太大時會直接影響正常通信的特點，提出了一種盲源信號分離的方法及裝置， 通過該方法完成了對強干擾信號的估計和分離，改善了衛星通信過程的安全性，提高了衛星通信系統的通信性能。

柔性直流換流閥是直流電網構建的核心裝備之一。針對換流閥塔多物理場的綜合作用問題，提出了多介質共存時復雜導體結構的伽遼金匹配和點匹配結合的快速多極子邊界元電場計算方法，提出了閥塔高電場強度區的電位鉗制、屏蔽和優化方法；建立了換流閥電-熱-流體等多物理場計算模型，獲得了金屬鉗制電極形狀對水路局部放電、電化學腐蝕速率的影響等規律；建立了含散熱器在內的IGBT子單元的熱場整體仿真模型，提出了IGBT內部芯片的穩態與瞬態結溫預測模型及其變流量修正方法。研究成果應用于我國±320kV柔性直流換流閥自主研制，有效性在廈門±320kV柔性直流示范工程中得到進一步驗證，并推廣應用于±500kV及±800kV柔性直流換流閥研制。參與研究的成果“新一代電壓源高壓直流換流器關鍵技術及應用”獲得2017年北京市科學技術獎一等獎，華北電力大學作為項目主要完成單位排名第3，齊磊教授作為主要完成人排名第10。