第十七期上海交通大学大学生创新实践计划优秀项目信息

项目名称：城市玻璃幕墙安全失效和管理研究

参与学生：船舶海洋与建筑工程学院 彭沈楠

                  船舶海洋与建筑工程学院 王宇杰

                  电子信息与电气工程学院 刘希贝

指导老师：船舶海洋与建筑工程学院 杨健

项目状态：项目评价优秀

项目简介：

玻璃幕墙大约于上世纪80年代传入我国，上海、广州、北京等大中城市建筑物均大面积采用玻璃幕墙。玻璃幕墙设计寿命一般为25年；经过三十多年的使用期，玻璃幕墙已逐渐进入衰老期，幕墙部件或多或少出现老化甚至失效的症状，呈现出明显的安全隐患。比如隐框玻璃幕墙结构胶在紫外线照射、湿热循环、污染空气作用等条件下，产生脱胶等失效症状，在不及时维修或更换的情况下，可能会造成幕墙玻璃整体堕落。在人口和建筑密集城市，尤其高层建筑玻璃幕墙广泛应用的地方，该类幕墙对人身安全和社会财产造成严重损失的可能性正在显著增加，脱落、自爆等安全隐患严重威胁到社会、经济、政治等诸多方面。玻璃幕墙常被比喻为“城市的定时炸弹”。在这一背景条件下，玻璃幕墙的安全失效控制和安全管控提升研究，对于玻璃幕墙行业健康发展以及人身安全、经济稳定具有重要意义。

本课题将综合玻璃幕墙失效案例、文献信息、走访采集数据等，对城市玻璃幕墙失效机制、模态和失效风险进行辨识和归纳，并在此基础上，针对各类失效机制，提出玻璃幕墙安全和管理控制所采用的方法，技术，手段，并展望人工智能在幕墙安全管理方面的应用。

项目名称：超小型在线飞行时间质谱仪

参与学生：机械与动力工程学院 李钧正

                  机械与动力工程学院 诸麟榆

                  机械与动力工程学院 胡杰民

                  机械与动力工程学院 欧阳鉴锋

指导老师：机械与动力工程学院 周忠岳

项目状态：项目升级

项目简介：

开发一款超小型的便携式飞行时间质谱仪，在专业人员难以达到的地方进行在线分析和数据回传，如火灾现场的有害气体扩散检测，巨大罐体的检漏作业，复杂地理环境下的地质勘探，地震灾后救援，污染物的扩散分析等应用场景。该质谱设备能协助专业人员实时地获取环境质谱信息，进而做出及时的决策。质谱作为一台机电结合的复杂设备，开发过程中需要涉及到机械结构的设计、加工与装配，核心部件的仿真与参数优化，电源系统的设计、开发与调试，以及控制程序的开发与完善。

项目名称：光伏（光热）-相变材料一体化系统的数值模拟和实验研究

参与学生：机械与动力工程学院 李钧正

指导老师：机械与动力工程学院 马涛

项目状态：项目升级

项目简介:

在能源危机和环境污染的大背景下，光伏发电技术被认为是当前利用太阳辐射能量的一种非常有前景的方法。但是，在许多被认为是具备光伏发电良好应用前景的地区，光伏组件的光电转化效率却因为快速升高的表面温度所产生的负面影响而发生了显著的降低。因此，为了解决该问题，学术界提出了多种解决方法。在这些解决方法中，利用相变材料以实现对光伏组件表面温度进行控制的方案被认为是一种有前景并且有研究价值的方案。这种系统被称为光伏与相变材料一体化系统（PV-PCM）。本研究利用数值模拟和实验研究的方法对PV-PCM系统和PV-PCM-T系统（光伏光热一体化系统），进行了全方位的探讨。研究结果显示，PV-PCM系统提升超过5%的光伏发电总量，PV-PCM-T系统能够达到更好的效果，同时其能够通过光热利用，产生能够满足家庭用热水温度的热水，实现太阳辐射能量的梯级利用。本研究通过多种方法和多种系统的对比研究，弥补已有研究存在的数学模型简化、比较研究缺乏和实证研究缺乏的缺陷。