本团队围绕流体输配系统中典型阻力构件的低阻优化开展了系统研究，研究对象覆盖直管段、散流器、变径、阀门、弯头、三通等管网主要组成部件，基本涵盖实际系统中的常见阻力来源。针对不同构件的几何特征与流动阻力机理，团队形成了仿生设计、拓扑优化、伴随优化、变分法及机器学习辅助优化等多种低阻设计方法，并应用于构件形状优化、结构重构和参数寻优。研究结果表明，各类构件经优化后均取得显著减阻效果，阀门、弯头、散流器、变径、三通及直管段均实现不同程度的压力损失降低。相关成果表明，通过构件本体低阻设计，可从源头减少流体输配系统压力损失和运行能耗，为复杂管网节能优化与低碳运行提供技术支撑。

本成果面向流体输配系统高阻力、高能耗问题，系统构建了覆盖典型管网构件的减阻优化技术体系。研究对象涵盖直管段、散流器、变径、阀门、弯头、三通等主要阻力单元，具有较强的工程代表性。技术方法上，融合仿生设计、拓扑优化、伴随优化、变分法和机器学习辅助优化，实现了从几何表征、数值模拟、优化设计到性能验证的完整流程。优化效果显著，阀门减阻率可达40%–49%，弯头为24%–38%，散流器为72%–77%，变径为26%–71%，三通可达40%–90%，直管段为15%–30%。成果突破了传统依赖经验修正和局部尺寸调整的设计方式，可在不显著改变系统功能的前提下降低压力损失、减少输配能耗，具有良好的工程推广价值。

本成果可广泛应用于数据中心制冷系统、智算中心冷却系统、地下工程通风空调系统、综合管廊环境控制系统、轨道交通及隧道机电系统、大型公共设施空调系统、工业厂房通风除尘系统等流体输配场景。上述系统普遍存在管路长、构件多、局部阻力大、风机和水泵长期运行能耗高等问题，具有明确的节能改造需求。 在数据中心领域，随着AI智算中心、高密度机柜和液冷系统快速发展，制冷系统对冷量输配效率提出更高要求。无论是风冷机房、冷冻水系统，还是液冷系统中的冷却液输配回路，降低管网阻力、减少泵功和风机功耗，都是提升系统能效、降低PUE的重要方向。本成果可用于数据中心冷冻水管路、冷却水管路、风道系统、分集水构件、阀门、弯头、三通和变径部件的低阻优化设计，为数据中心制冷系统节能降耗提供支撑。 在地下空间和市政基础设施领域，应用证明显示，相关技术已在隧道地下设备区和城市综合管廊工程中得到应用，设备区通风空调系统节能率提高20%以上。该类工程通常对安全、通风、排热、防灾和设备环境保障要求高，通风空调系统运行时间长、能耗占比高，因此低阻输配技术具有较大推广价值。 在“双碳”目标、绿色数据中心、绿色基础设施和公共建筑节能改造持续推进的背景下，本成果可为新建工程提供低阻管网设计方案，也可为既有系统提供节能诊断、构件替换和局部优化改造服务。成果产业化后，可形成低阻构件产品、优化设计软件、工程咨询服务和节能改造方案，市场应用空间较广，具备较好的经济效益和社会效益。

西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院高然教授团队，依托“地下空间环境保障”全国高校黄大年式教师团队和学院建筑环境与能源应用工程学科优势，长期面向建筑低碳运行与高效输配需求开展教学科研工作。团队聚焦暖通空调输配系统减阻降耗、室内通风空调气流组织、火灾烟气控制等方向，围绕流体输配系统中直管、弯头、三通、阀门、变径、散流器等典型构件的阻力损失问题，开展低阻构型设计、流动机理解析、数值模拟优化与工程应用研究。团队坚持问题导向与工程牵引，融合仿生设计、拓扑优化、伴随优化、机器学习辅助优化等方法，形成了较为系统的低阻输配节能降耗技术路线。相关研究可从源头降低管网压力损失，减少输配能耗，提升设备系统运行效率，为绿色建筑、低碳城市和“双碳”目标实施提供技术支撑。

本成果的直接效益体现在降低流体输配系统压力损失、减少风机和水泵运行能耗、提升系统运行效率。根据应用证明，相关低阻输配技术自2016年起已在宝鸡至坪坎天台山隧道地下设备区、湖北荆州城北快速路引江济汉渠至上海大道段综合管廊等多个工程中应用。在通风空调系统能耗占地下设备区总能耗50%以上的背景下，应用低阻输配技术后，在保障人员和电气设备安全、健康、舒适的前提下，使整个地下设备区通风空调系统节能率提高20%以上，具有明确的节能降耗效果。 从经济效益看，低阻构件和低阻管网优化可减少系统运行电耗，降低长期运维成本。对于数据中心、地下工程、综合管廊、隧道机电系统等连续运行或长时间运行场景，节能收益可持续释放，具有较好的投资回报潜力。与更换大型主机设备或复杂控制系统相比，低阻构件优化和局部改造对原系统功能影响较小，实施难度相对较低，适合在新建项目和既有项目改造中推广。 从社会效益看，本成果有助于推动流体输配系统由经验设计向机理驱动、优化设计转变，提升相关领域节能设计水平。成果可服务绿色数据中心、低碳基础设施、地下空间安全运行和公共建筑节能改造，减少输配能耗和碳排放，支撑“双碳”目标实施。同时，成果在地下工程通风空调系统中的应用，有助于改善设备区运行环境，保障人员健康、电气设备安全和系统稳定运行。 后续产业化仍需在数据中心制冷、液冷输配回路、标准化低阻构件产品开发、工程示范和软件工具化方面继续投入。建议围绕样件开发、测试平台建设、示范工程应用、产品认证和市场推广开展持续投入，形成可复制、可推广的产业化成果包。

本成果可采用技术合作、技术许可、联合开发、技术入股和工程服务等多种方式开展转化。针对不同应用场景，可灵活形成低阻构件产品、系统优化设计服务、节能改造方案、软件工具和专利许可等转化路径。 一是开展技术合作。与数据中心设计单位、制冷设备企业、机电工程公司、综合管廊和地下工程运维单位合作，围绕具体项目开展流体输配系统阻力诊断、低阻构件设计、管网优化和节能效果评估，形成工程示范。二是开展专利和技术许可。将低阻风阀、低阻三通、弧形导流片三通、低阻弯头、低阻变径等相关构件技术授权给设备制造企业，实现标准化生产和市场推广。三是开展联合产品开发。与风管、水管、阀门、冷却系统及液冷设备企业合作，开发面向数据中心制冷系统的低阻管路组件、分配构件、阀门组件和模块化输配单元。四是开展节能改造服务。面向既有数据中心、地下工程和大型公共设施，提供系统诊断、仿真优化、构件替换、运行验证和节能评估一体化服务。五是探索技术入股或成立成果转化公司，推动低阻输配系统设计软件、标准化构件和工程服务规模化应用。 资金需求主要用于关键低阻构件样件开发、实验测试平台建设、数据中心制冷场景适配验证、工程示范、知识产权布局、产品标准化和市场推广。成果转化目标是形成一批具有自主知识产权的低阻输配构件产品和系统优化解决方案，优先在数据中心制冷、地下空间通风空调和综合管廊环境控制等场景落地，逐步实现规模化推广应用。