各有關(guān)單位:
極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)重大研究計劃以電磁能裝備領(lǐng)域的國家重大戰(zhàn)略需求為牽引，以建立電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能裝備基礎(chǔ)理論為核心，通過在等價實驗機理、在線測量原理、復(fù)雜系統(tǒng)建模理論、快速數(shù)值求解算法、材料評價與設(shè)計方法和數(shù)據(jù)處理及分析方法方面的不斷創(chuàng)新，為電磁能裝備的研制及發(fā)展提供科學(xué)基礎(chǔ)。
一、科學(xué)目標
聚焦電磁能裝備及其所用儲能電介質(zhì)材料和直線推進金屬材料在多場耦合極端沖擊條件下的構(gòu)效關(guān)系和物性演化，以材料調(diào)控為基礎(chǔ)，以耦合測試為手段，以長效服役為目標，揭示電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能與材料相互作用時空演化機理，構(gòu)建電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)，引領(lǐng)電磁能裝備研發(fā)模式變革，產(chǎn)生重大原始創(chuàng)新，占領(lǐng)電磁能技術(shù)領(lǐng)域制高點，形成代表世界電磁能技術(shù)水平的戰(zhàn)略科技力量。
二、核心科學(xué)問題
電磁熱力多場耦合極端沖擊條件電磁能與材料相互作用時空演化機理。
三、2021年度重點資助研究方向
2021年度申請類型為培育項目或重點支持項目，擬重點資助(但不限于)的方向有：
(一)電磁能裝備材料極端條件等價試驗與測量技術(shù)。
研究儲能電介質(zhì)材料極端條件等價試驗和等效測試技術(shù)(分辨率≤0.01μm);發(fā)展極端條件下電磁能裝備直線推進材料電磁熱力多場強耦合作用的同步加載方法(溫升速率≥106K/s、電流密度≥1010A/m²、應(yīng)變速率≥106s-1);研究電磁能裝備超高速(>2000m/s)載流滑動摩擦特性的等價試驗技術(shù)和測量方法;研究電磁能裝備超高速運動過程直線推進材料多相態(tài)及其演化過程形貌的連續(xù)觀測技術(shù)(時間分辨率≤1μs，空間分辨率≤0.1μm，連續(xù)觀測時間≥10ms);電磁能裝備發(fā)射動力學(xué)機理和極端條件運動參數(shù)測試技術(shù)。
(二)極端條件電磁能裝備材料物性演變機理與非線性構(gòu)效關(guān)系。
研究極端條件電磁能裝備儲能電介質(zhì)材料服役性能的各參量時空演化規(guī)律和指標評價體系;研究極端條件電磁能裝備直線推進材料的各參量時空演化規(guī)律和指標評價體系;建立極端條件電磁能裝備儲能電介質(zhì)材料和直線推進材料非線性響應(yīng)的精細描述模型;建模和所建立的指標評價體系精度≤10%。
(三)極端條件電磁能裝備服役過程的動態(tài)建模。
發(fā)展極端條件儲能裝備服役過程動態(tài)建模方法;發(fā)展極端條件電磁能裝備超高速載流摩擦裝置的高精度數(shù)值建模方法;開展電磁能裝備和發(fā)射環(huán)境耦合系統(tǒng)動力學(xué)建模與性能快速預(yù)測研究，建模精度≤10%;研究極端條件電磁能裝備與材料相互影響機理。
(四)極端條件電磁能裝備顛覆性新材料探索研究。
面向未來電磁能裝備發(fā)展需求，應(yīng)用人工智能和大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，探索關(guān)鍵性能顯著提升、滿足極端條件電磁熱力多場耦合服役需求、促進電磁能裝備輕量化和長壽化的顛覆性新概念材料。其中，儲能電介質(zhì)材料要求儲能密度≥8MJ/m³(涵蓋電壓范圍2~15kV)，壽命≥2萬次，放電效率≥95%(10kHz范圍內(nèi))，充放電頻率≥20次/分;直線推進摩擦副材料要求屈服強度500-800MPa，導(dǎo)電率45-90%IACS，延伸率≥12%，軟化溫度400-650℃，可實現(xiàn)≥2噸大規(guī)格制備，并可耐電弧燒蝕和耐載流摩擦磨損。
四、遴選項目的基本原則
(一)項目申請應(yīng)符合以下限定條件。本重大研究計劃所述的電磁能裝備特指實現(xiàn)電磁能與動能間瞬時高功率轉(zhuǎn)換的裝備;所述的極端條件特指多場耦合和極端沖擊的共同作用，其中極端沖擊指的是極高功率、極短時間(ms級)、極大電流(MA級)和極高速度，多場耦合指的是電磁熱力共同作用下的多物理場強耦合;所述的電磁能裝備材料聚焦電磁能裝備所用的儲能電介質(zhì)材料和直線推進金屬材料兩類。
(二)鼓勵來自電氣、材料、數(shù)學(xué)、物理、信息等不同學(xué)科領(lǐng)域的研究隊伍聯(lián)合申請。
五、2021年度資助計劃
2021年度擬資助培育項目9項，直接費用的資助強度約為80萬元/項，資助期限為3年，申請書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日至2024年12月31日”;擬資助重點支持項目9項，直接費用的資助強度約為300萬元/項，資助期限為4年，申請書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日至2025年12月31日”。
六、申請注意事項
(一)申請條件。
本重大研究計劃項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：
1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷;
2. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)。
在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。
(二)限項申請規(guī)定。
執(zhí)行《2021年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)定的相關(guān)要求。
(三)申請注意事項。
申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認真閱讀并執(zhí)行本項目指南、《2021年度國家自然科學(xué)基金項目指南》和《關(guān)于2021年度國家自然科學(xué)基金項目申請與結(jié)題等有關(guān)事項的通告》中相關(guān)要求。
1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2021年11月19日-11月23日16時。
(1)申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。
(2)本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，將對多學(xué)科相關(guān)研究進行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個項目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計劃擬解決的具體科學(xué)問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學(xué)目標、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費等。
(3)申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附注說明選擇“極端條件電磁能裝備科學(xué)基礎(chǔ)”，根據(jù)申請的具體研究內(nèi)容選擇相應(yīng)的申請代碼。
培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個。
(4)申請人在申請書“立項依據(jù)與研究內(nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說明申請符合本項目指南中的重點資助研究方向，以及對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問題、實現(xiàn)本重大研究計劃科學(xué)目標的貢獻。
如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計劃相關(guān)的其他科技計劃項目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。
2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2021年11月23日16時前通過信息系統(tǒng)逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料，并于11月24日16時前在線提交本單位項目申請清單。
3. 其他注意事項。
(1)為實現(xiàn)重大研究計劃總體科學(xué)目標和多學(xué)科集成，獲得資助的項目負責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關(guān)系。
(2)為加強項目的學(xué)術(shù)交流，促進項目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學(xué)術(shù)交流會，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項目負責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動。
(四)咨詢方式。
國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部工程五處
聯(lián)系電話：010-62328301
國家自然科學(xué)基金委員會
2021年10月18日
