未来10年中国科学发展战略 工程科学卷

第一章 工程科学总论 1

第一节 工程学科的特点与发展规律 1

一、工程学科的特点 1

二、工程学科的发展规律 3

第二节 工程学科的科学前沿、国家需求与发展战略目标 6

一、工程学科的科学前沿 6

二、我国工程学科面临的国家重大需求与发展战略目标 7

第三节 工程学科的优先发展领域 16

一、资源高效安全开采基础理论与关键技术 16

二、冶金与材料制备过程中的界面科学问题 18

三、复杂机电系统的功能原理与集成科学 19

四、高性能零件构件精密制造 20

五、城乡建筑节能设计原理与技术体系 22

六、饮用水复合污染机制、毒性效应与控制原理 23

七、变化环境下我国水资源高效利用及对河流过程与河口演变的影响机制 24

八、大型水电站建设与安全运行的关键技术与基础科学问题 26

第四节 工程学科的重大交叉研究领域 27

一、资源高效利用与环境的相互作用规律 27

二、生物制造与仿生制造 29

三、工程结构系统全寿命性能设计与控制 30

四、环境变迁中的城市科学 32

五、深海工程和新型船舶的基础理论与前沿技术 33

第五节 资助政策与建议 34

第二章 冶金与矿业工程学科 37

第一节 总论 37

一、冶金与矿业工程学科的战略地位 37

二、冶金与矿业工程学科的总体发展趋势 47

三、冶金与矿业工程学科未来5～10年发展战略 72

四、未来5～10年冶金与矿业工程学科发展的保障措施 79

第二节 冶金与矿业工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向 80

一、难动用储量的资源开采理论和方法 80

二、矿山灾害防治及工业安全生产中的基础科学问题 86

三、资源开采中的环境保护理论与方法研究 92

四、资源开发中的重大基础理论问题 97

五、低品位、多金属共生矿冶金理论与新技术 103

六、低排放冶金新工艺与二次资源综合利用 108

七、金属凝固过程与组织控制 114

八、材料智能化制备与成形加工的基础科学问题 120

参考文献 123

第三章 机械工程学科 124

第一节 总论 124

一、机械工程学科的战略地位 124

二、机械工程学科的总体发展趋势 131

三、机械工程学科未来5～10年发展战略 142

四、未来5～10年机械工程学科发展的保障措施 145

第二节 机械工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向 146

一、机构学与机械振动学 146

二、机械的驱动与传动科学 159

三、复杂机电系统的集成科学 174

四、零件与结构的失效与安全服役科学 186

五、机械表面界面科学与摩擦学 198

六、生物制造与仿生制造科学 211

七、高性能精确成形制造科学 222

八、高能束与特种能场制造科学 238

九、高精度数字化制造科学 255

十、机械的制造与运行参数测量科学 270

十一、微纳制造科学与技术 279

参考文献 292

第四章 建筑环境与土木工程学科 302

第一节 总论 302

一、建筑环境与土木工程学科的战略地位 302

二、建筑环境与土木工程学科的总体发展趋势 303

三、建筑环境与土木工程学科未来5～10年发展战略 306

四、未来5～10年建筑环境与土木工程学科发展的保障措施 311

第二节 建筑环境与土木工程学科的主要领域、基础科学问题及优先资助方向 312

一、建筑学与城乡人居环境 312

二、环境工程 324

三、交通工程 337

四、结构工程 347

五、岩土工程 362

六、防灾工程 370

参考文献 383

第五章 水利科学与海洋工程学科 386

第一节 总论 386

一、水利科学与海洋工程学科的战略地位 386

二、水利科学与海洋工程学科的总体发展趋势 394

三、水利科学与海洋工程学科未来5～10年发展战略 404

四、未来5～10年水利科学与海洋工程学科发展的保障措施 409

第二节 水利科学与海洋工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向 411

一、变化环境下流域水循环演变机制与水资源调控 411

二、重大水电工程对河流系统演变的影响机制与调控 418

三、重大水利水电工程建设的基础科学和关键技术 429

四、复杂环境下岩土工程灾变的基础理论与关键技术 441

五、高强度开发条件下海岸演变机制与生态保护 453

六、深海资源开发工程的科学问题及关键技术 460

七、复杂水电能源系统高效安全运行的基础理论和关键技术 471

八、海上新能源工程 477

参考文献 483