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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