设施重点：美国陆军工程师研发中心

美国陆军工程师研究与发展中心（ERDC）成立于 1998 年，是美国陆军工程兵团的研究机构。 ERDC 通过创新工作协议进行研发，以支持士兵、军事设施和土木工程项目（水资源、环境任务等）以及其他联邦机构、州和市政当局以及美国工业。

ERDC 帮助解决民用和军事工程、地理空间科学、水资源和环境科学方面的问题。设施范围从超级计算机到物理模型。该中心的 Cray XT3 和 XT4 超级计算机是世界上功能最强大、速度最快的超级计算机之一，计算能力超过每秒 3.5 万亿次。

ERDC 的七个研究实验室作为工程师和科学家组成的综合团队，致力于解决广泛的科学和技术问题——从在北极温度下运行和在沙漠中的车辆机动性，到保护湿地和精确定位炮弹的确切位置。

研发主要在五个方面进行：

1。军事工程

军事工程为作战人员提供技术和能力，以实现部队保护和机动。该领域开发新颖、轻便、快速构建的保护系统，可以方便地部署在偏远地区。通过对这些创新保护系统的研究和开发，已经开发出生存决策辅助工具，不仅可以快速评估当前的保护态势，还可以提供增强的设计以增加对攻击的防御。

研究人员设计了先进的数值方法来表征爆炸碎片和减轻结构的影响，并根据全球建筑材料类型评估了武器系统的效果。利用国防部 (DOD) 的高性能计算 (HPC) 功能，研究人员开发了基于物理的数值模拟，用于评估复杂地理环境中的传感器性能，并开发了先进的模拟功能，可用于评估有人驾驶和无人驾驶地面车辆的性能。

研究人员正在研究能够监测和评估用于战区进入和机动的关键基础设施的传感器模式。

2。环境质量和安装

该领域的方法是推进和利用科学技术，以最大限度地提高建筑和自然环境对陆军战备和作战成功的长期贡献。解决方案侧重于对军事土地、靶场和基础设施进行生命周期管理的高度可持续和经济高效的方法。

技术增强了作战人员的训练体验，减少了训练用地限制，提高了士兵的安全性，有效利用了能源和水等有限资源，并促进了当地和区域社区的可持续发展规划。

3。土木工程和水资源

该地区为国家的水资源挑战提供环境可持续的解决方案，并帮助提供安全和有弹性的社区和基础设施。面对预期的气候变化和土地利用变化、外来物种的入侵、人口变化和结构老化，技术有助于可持续地管理现有的水资源基础设施。

工具和资源可以改善水道上的商业航行交通流量，重建船闸和维护航道，降低洪水对生命和财产造成损害的风险，保护鱼类和植物的生命。

4。地理空间研究与工程

地理空间研究和工程领域提供数据、分析工具、信息和决策框架能力，以确保作战人员对战场空间环境的态势感知。它为士兵提供信息优势，使他们能够准确、快速地评估战场环境对人员、平台、传感器和系统的影响。研究包括信号和传感器现象学的地形分析、地理空间和时间信息、地理空间推理以及图像和地理数据科学。

5。工程弹性系统

Engineered Resilient Systems 领域将先进的工程技术与高性能计算相结合，以开发概念和工具，从而显着放大在采购过程的早期阶段检查的设计选项。技术导致的交易空间可以在数小时而不是数月内生成，并且比通过传统方法创建的交易空间大数千倍，准确率高出数百倍。

设计也具有弹性——系统可靠、易于修改以满足未来的任务目标，并具有可预测的生命周期。研究已应用于固定翼飞机、旋翼机、地面车辆和船舶的分析。

技术

工程师们发明了一种可以建造建筑物的 3D 混凝土打印机。它可以打印多种不同的材料，包括水泥浆等均质材料或混凝土等异质材料。它使用增材制造工艺在战区“打印”半永久性结构。与胶合板结构相比，远征结构的自动化建造 (ACES) 有可能将建筑材料的运输量减少一半，并将施工人力需求减少 62%。

陆军进行风险评估，以确定军事相关化合物 (MRC) 的安全水平和清理目标水平。 ARAMS™ 是一个高度适应性的、基于计算机的动态建模和分析系统，可以使用测量或预测的暴露数据评估未来或随时间变化的人类和生态健康风险，使其成为管理站点以实现合规性和维持性的不可或缺的资源。 ARAMS 还可用于进行特定地点的评估，包括筛选或综合风险评估。

计算测试台 (CTB) 是一套基于 3D 物理的高保真模型，用于在复杂环境中检测表面和近表面物体时预测和改进当前和未来力传感器系统的性能。 CTB 帮助用户了解在电磁频谱中运行的传感器检测到的特征背后的地球物理现象。它模拟环境中工作的物理过程，以及这些过程如何影响被动和主动传感器模式感知的特征。

开发了位于建筑结构内的智能供暖、通风和空调 (HVAC) 系统。当传感器（或操作人员）检测到“事件”（例如，检测到污染物或结构中发生可能与污染物引入相关的意外破坏）时，HVAC 系统会重新计算结构的气流。如果新计算的气流有必要，系统会通过改变通过结构的气流（例如，它关闭风道中的百叶窗、打开风扇或将气流重新引导到备用过滤系统）来保护结构的居住者免受空气污染物的侵害)。

研究人员开发了一种利用废热气流从废料中提取饮用水的系统。该系统通过使用干燥剂的加速蒸发过程有效地从废水、盐水和污泥等废物中捕获水蒸气。

一个团队开发了便携式辐射探测器，该探测器使用电子准直提供方向感测。该技术的应用包括快速定位漂浮在水体中的隐藏、掩埋或淹没的放射性物质。原型传感器证明了电子准直可以在体积小、重量轻、信噪比良好的情况下实现。

用于危险和难以进入的位置的高空间分辨率、高灵敏度压力传感系统由功率为 5 毫瓦的可见光激光源和传感器矩阵中嵌入量子点的纳米复合压力传感器组成。在压力下，传感器矩阵中的量子点在被激光照射时会发出荧光。光谱仪检测荧光信号并将其转换为数字格式。然后数据处理器计算出实际的荧光强度比，并将其与耦合数据库中的强度比和压力值进行比较。

技术转移

ERDC 研究和技术转让办公室负责监督向私营部门转让研发技术和产品。

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