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农业部农业科研杰出人才及其创新团队-日光温室结构优化与环境控制创新团队

【来源:     日期:2020/05/22    浏览量: 】【打印本页】 【关闭

农业科研杰出人才及其创新团队

 

 

日光温室结构优化与环境控制创新团队

 




 

 

王铁良 沈阳农业大学

副校长  二级教授

 

 

王铁良,男,二级教授,博士生导师,现任沈阳农业大学副校长,辽宁省重点学科农业工程学科带头人,辽宁省重点实验室农业水土工程实验室主任。兼任国务院学位委员会学科评议组成员、中国农业工程学会理事会理事、中国农业工程学会农业水土工程专业委员会副主任、中国农业工程学会设施园艺工程专业委员会副主任等学术职务。

辽宁省优秀专家,2004年入选辽宁省百千万人才工程百人层次,2006年入选辽宁省优秀人才支持计划。先后获得沈阳市十大青年科技先锋、沈阳市优秀科技工作者、沈阳市教科系统优秀共产党员、辽宁省高校工委优秀共产党员、辽宁省科技扶贫先进个人,辽宁省优秀青年骨干教师,辽宁省教学名师,沈阳市五一劳动奖章、沈阳市劳动模范等荣誉称号。

多年来一直从事农业水土工程方面的教学与科研工作,近5年主持国家自然科学基金、“十五”国家科技攻关计划、科技部支撑计划、教育部高等学校博士学科点专项科研基金等各类科学研究课题20余项。作为第一完成人,曾先后荣获辽宁省科技进步一等1项、二等奖1项、全国农牧渔业丰收奖三等奖1项、辽宁省农业科技贡献一等奖1项、沈阳市农村科技推广二等奖1项,作为课题主要完成人获得辽宁省科技进步一等奖1项、三等奖1项、沈阳市科技进步二等奖1项、沈阳市农村科技推广二等奖2项、沈阳市政府科技振兴三等奖1项。

在国内外学术期刊上发表学术论文100余篇,主持和参加教学研究课题10多项,获省级以上教育教学成果奖3项。副主编和参编《材料力学专题》、《乡镇规划学》等教材2部,发表教学研究论文10篇。完成专著《单坡日光温室设计与建造》、《日光温室与节水灌溉》、《盐碱地改良》、《节能日光温室设计与建造》等4部。

 

核心骨干成员

 

白义奎  沈阳农业大学  三级教授

 

刘文合 沈阳农业大学教务处长教授

 

佟国红  沈阳农业大学  教授

 

李  波  沈阳农业大学  教授

 

刘艳华  沈阳农业大学  副教授

 

赵荣飞  沈阳农业大学  副教授

 

王永刚  沈阳农业大学  副教授

 

于  威  沈阳农业大学  讲师

 

魏新光  沈阳农业大学  副教授

 

南  波  沈阳农业大学  讲师

团队基本情况

日光温室结构优化与环境控制创新团队现有24人,其中教授6人、副教授5人;具有博士学位20人。团队中有辽宁省教学名师2人、辽宁省特聘教授1人,入选辽宁省百千万人才工程百人层次2人,入选辽宁省百千万人才工程千人层次2人,为辽宁省优秀中青年骨干教师2人。入选沈阳市高层次人才“领军人才”2人、“拔尖人才”2人、“高级人才”2人。

日光温室建筑结构设计与环境控制研究源于20世纪90年代,团队经过近30年的建设与发展,在东北型节能日光温室的结构优化设计、生态环境控制、温室节能材料、温室环境模拟等方面形成鲜明的特色。

团队研究历程

日光温室建筑结构设计与环境控制研究源于20世纪90年代,孟少春教授是本方向的奠基人。团队经过近30年的建设与发展,在东北型节能日光温室的结构优化设计、生态环境控制、温室节能材料、温室环境模拟等方面形成鲜明的特色。王铁良教授带领的“日光温室结构优化与环境控制创新团队” 2015年入选农业部第二批农业科研杰出人才及其创新团队。

日光温室结构建筑结构设计与环境控制学术创新团队是最早从事日光温室结构与环境研究的团队之一。在孟少春教授带领下,主持完成的国家“九五”重大科技产业项目“东北型节能日光温室结构及调控设施的优化设计与实施(96-012-03-01)”的研究,该研究在第一代节能日光温室合理采光时刻设计基础上,研制出的按合理采光时段设计的第二代节能型日光温室—辽沈Ⅰ型日光温室,鉴定成果国际先进水平。研究成果获辽宁省科技进步奖三等奖。

进入 “十五”,先后完成“十五”国家科技攻关计划“工厂化农业关键技术研究与示范—日光温室节能关键技术研究与产业化”(2001BA 5031306) 及辽宁省“十五”科技攻关项目“工厂化高效农业关键技术的研究与示范”(2001215001)的研究,在日光温室节能关键技术方面作了大量开拓性工作,在日光温室采光优化设计及建筑参数对日光温室温光环境影响等方面取得了重大突破与创新。主持完成的“日光温室节能关键技术研究与应用”,鉴定结果为国际先进水平,研究成果2008年获辽宁省科技进步奖二等奖、农牧渔业丰收奖三等奖以及沈阳市农村科技推广奖二等奖、辽宁农业科技贡献奖一等奖;

“十一五”期间,在上述研究成果基础上, 在日光温室结构优化设计、日光温室保温性能、备用加温系统、配套环控设施开展系列创新研究,完成“十一五”国家科技支撑计划重点项目“绿色环控设施农业关键技术研究与产业化示范——园艺作物节能栽培工程技术集成与产业化示范”(2008BADA6B05),主持完成的“辽沈系列日光温室研究与应用”,鉴定结果为国际先进水平,研究成果2010获辽宁省科技进步奖一等奖。

进入“十二五”至今,针对日光温室蔬菜生产中仍然存在光热利用不足、环境调控能力低、蔬菜生育障碍严重、综合生产效率不高等突出问题,首次提出以合理太阳能截获、蓄放热平衡 “合理采光、保温、蓄热”设计理论方法,研制出第三代(高光效)节能日光温室。在该理论指导下完成系列日光温室设计,完成的“落地装配式全钢骨架结构日光温室研究与应用”2014年获辽宁省科技进步奖三等奖;完成的“辽沈Ⅳ型育苗专用日光温室及其配套装备和技术研究与应用”,2015年获辽宁省政府科技进步一等奖。以该研究成果为核心内容拟申报2019年度国家科技进步奖二等奖。

在《农业工程学报》、《农业机械学报》等发表相关研究论文80余篇,其中EI收录20余篇,SCI收录10余篇;撰写《单坡日光温室设计与建造》、《节能日光温室设计与建造》等专著5部。取得国家专利20余项。

主持制定《辽沈Ⅰ型节能日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1975-2012)、《土后墙式日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1952-2012)、《育苗专用日光温室(辽沈Ⅳ型)设计与建造技术规范》(DB21/T 1953-2012)等辽宁省地方标准3个。参加审定《种植塑料大棚工程技术规范》(GB/T 51057-2015)和《农业温室结构荷载规范》(GB/T 51183-2016)国家标准;参加编写国家标准《农业温室结构设计规范》(GB/T 51***-201*)(已通过审定)。

日光温室结构优化与环境控制创新团队凝练明确4个研究方向,即日光温室建筑设计理论及方法研究、日光温室结构优化设计及防灾减灾、日光温室环境(模拟)与控制、日光温室新材料与装备。聚焦解决2个关键问题,即节能日光温室设计中节能、装配化两个关键问题。集中开展3个方面工作,即温室环境(模型)模拟分析、装配温室整体结构分析及节点设计、新材料新装备应用研究。确保实现1个创新突破,即实现适于不同植物生长环境的新型全装配专用温室结构的突破。

近几年取得的成果

日光温室结构优化与环境控制创新团队在节能日光温室基础理论、结构优化设计及配套设施等方面取得了世界领先的研究成果,在日光温室总体研究方面居国内领先地位。其中2019年在研主持国家、省级课题10项,项目合同经费658.2万元;承担横向委托项目6项,项目合同经费169.2万元。发表研究论文20余篇,其中SCI收录12篇、EI收录3篇。取得实用新型专利4件、新申请专利3件。

(一)主要研究成果

1. 节能日光温室(塑料大棚)结构设计研究。(1)日光温室骨架结构动力响应规律。基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。 结果表明脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。(2)塑料大棚结构的风振响应规律研究,提出了塑料大棚结构风振响应分析的被研究块体方法,推导了塑料大棚骨架结构单元段的段间内力计算公式,设计了被研究块体构成方式,构建骨架结构中被研究块体的力学模型,给出了被研究块体方法实现过程;采用等截面圆柱杆的波动传播算例,验证了方法的有效性。在同时考虑平均风和脉动风作用、仅考虑脉动风作用、仅考虑平均风作用工况下,针对不同跨度塑料大棚骨架结构的风振响应进行时程分析,得到骨架结构的节点位移和截面应力空间最大值的出现位置。 

2. 节能日光温室结构设计系统研发研究。基于热平衡理论的节能日光温室设计系统。节能日光温室设计系统实现了温室的总体设计,包括采光设计、保温设计以及蓄热设计三个模块,温室采光设计模块可以根据建设温室的地点、温室建造参数,计算温室建筑设计参数,绘制该温室的设计图;温室保温、蓄热设计模块根据计算所得的相关数据,通过输入前坡材料传热系数、后坡材料传热系数、土壤传热系数以及总进光量和有效进光量等,以及输入墙体材料的厚度,根据材料的物理性质,计算墙体的总热阻和传热系数等,完成温室的保温、蓄热设计。

3. 节能日光温室环境变化规律研究。明确了北方寒区节能日光温室太阳辐射、热流变化以及温度变化规律。通过对太阳辐射、前坡薄膜热流变化和温度变化,墙体和土壤的热流和温度变化试验,明确了日光温室前坡薄膜温度在不同天气状况下变化规律特征;明确了砖苯复合墙体的内部温度变化规律,以及墙体整体吸热-靠表面层放热内部吸热-整体放热过程;明确了土壤温度变化规律,垂直方向存在恒温层,水平方向存在边际效应。

4. 节能日光温室环境模拟系统方法研究。采取加权马尔可夫链预测温室相关环境因素,将预测值结合多年相关数据取相关数据均值,作为有限元分析初始条件,对温室的墙体和土壤进行相关模拟分析,预测相关日期的墙体和土壤的温度变化情况,并依据模拟情况,确定在相应的环境因素下墙体的合理保温厚度,为温室设计提供依据。

5. 辽宁省地方标准修订:节能日光温室设计与建造技术规范。原技术规范《土后墙式日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1952-2012)、《辽沈Ⅰ型节能日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1975-2012)、《育苗专用日光温室(辽沈Ⅳ型)设计与建造技术规范》(DB21/T 1953-2012)颁布已超过6年时间,在此期间日光温室设计理论方法、建造等较原标准规定均发生了较大的变化,尤其是日光温室建造参数确定方法上,由原来的第二代节能日光温室按合理采光时段设计,变为第三代节能日光温室按合理采光、保温、蓄热设计理论方法,日光温室建造参数发生了较大的变化,并经过近5年的实践、推广应用,取得了较好的使用效果。

(二)人才培养及团队建设

创新团队成员李波副教授晋升教授、赵荣飞、王永刚、魏新光晋升副教授,白义奎晋升三级教授。新增辽宁省教学名师1人、辽宁省百千万人才千人层次1人、沈阳市高层次人才-领军人才2人、沈阳市高层次人才-拔尖人才2人、沈阳市高层次人才-高级人才3人。

鼓励青年教师参加国际交流与合作,先后2位青年教师到加拿大及澳大利亚进行为期一年的访问交流;2020年团队有2人拟前往英国、加拿大和美国开展合作研究工作。

(三)服务产业发展

服务设施农业产业领域,配合辽宁省农业农村厅种植业管理处等;葫芦岛市、朝阳市、锦州市、阜新市等农业农村局等培训基层管理人员及技术骨干120人次,现场技术指导10余次。为兴城市兴凯农业设施加工有限公司、辽阳亚新农业设施加工有限公司、阜新市阜龙农机装备有限公司等温室生产企业提供技术指导与咨询服务。与青海省农科院、青海省海西州农牧业局合作,与当地技术及管理部门、日光温室生产企业(合作社)负责人及生产技术人员进行交流、指导,培训基层技术人员110余人次,发放培训学习资料400份。

近几年取得的重要荣誉

知名人才:

国家级:

国务院政府特殊津贴专家  王铁良

国务院学位委员会学科评议组成员  王铁良

全国农业科研杰出人才  王铁良

省部级:

辽宁省优秀专家  王铁良

辽宁省特聘教授  王铁良

辽宁省教学名师  王铁良  刘文合

辽宁省百千万人才工程百层次人选  王铁良 白义奎

辽宁省百千万人才工程千层次人选  刘文合  赵荣飞

辽宁省优秀科技工作者  王铁良

辽宁省高等学校优秀人才支持计划人选  王铁良

辽宁省普通高校优秀青年骨干教师  王铁良  白义奎

辽宁省优秀博士后研究人员  白义奎

青海省昆仑学者青海大学特聘讲座教授   白义奎

青海省科技创新 “千人计划”领军人才  白义奎

市级:

沈阳市高层次人才-领军人才  王铁良  白义奎

沈阳市高层次人才-拔尖人才  刘文合  赵荣飞

沈阳市高层次人才-高级人才  佟国红  李波

沈阳市科技创新团队带头人(2008)  王铁良

沈阳市科技创新团队带头人(2012)白义奎

主要学术兼职:

农业部东北设施园艺工程科学观测实验站站长    王铁良

◇农业部农机化科技创新设施园艺工程专家组成员(2012-2017)白义奎

◇中国农业水土工程学会副主任  王铁良

◇中国农业工程学会设施园艺专业委员会副主任委员  王铁良

◇中国农业工程学会设施园艺专业委员会委员  佟国红  白义奎

◇辽宁省农业工程学会副理事长  王铁良

◇《沈阳农业大学学报》编委  王铁良

◇《农业工程技术》杂志温室园艺专业委员会委员  白义奎

◇农业部农业设施结构工程重点实验室委员会委员(第一届)  王铁良

◇农业部农业设施结构重点实验室学术委员会委员(第二届)  白义奎

辽宁省农业综合开发办公室项目评估专家  王铁良  刘文合  白义奎

◇辽宁省农学会第十届理事会理事  王铁良

◇辽宁省土木工程专业指导委员会  刘文合 白义奎

◇中国农业工程学会高级会员  王铁良  刘文合  白义奎  佟国红

◇辽宁省国家现代农业产业技术体系设施和设备研究岗位专家  王铁良

◇环渤海湾地区设施蔬菜优质高效生产协同创新中心:设施规划与设计方向首席专家  王铁良

◇环渤海湾地区设施蔬菜优质高效生产协同创新中心:设施规划与设计方向岗位专家  白义奎

◇辽宁省日光温室结构与环境控制工程中心主任    王铁良

◇沈阳市标准化专家  王铁良  刘文合  白义奎

 

联系人

姓名:白义奎

手机号:13386834288

微信号:13386834288

邮箱:baiyikui@163.com;baiyikui@syau.edu.cn