甘肃北山大区域地下水流动模拟

区域地下水流场刻画及分析是高放废物地质处置研究中的重要课题. 针对我国甘肃北山预选区面积大、水文地质条件复杂的难点, 将并行计算应用于大区域地下水流动模拟, 建立了面积近10⁵ km²、模型单元数达百万级的地下水模型. 通过高性能计算机对稳定流、非稳定流下的地下水流场进行模拟并进行了模型参数优化研究, 并根据多情景的模拟结果分析断层及不同补给条件对地下水流场产生的影响. 该研究为高放废物地质处置场址评价提供了科学依据.     

有限元结构分析的层级负载均衡并行计算方法

由于性价比高、计算能力强,多核机群已经成为当今高性能计算的主流工具.然而,多核机群环境下不同的存储机制和通信延迟特点也为高效并行算法的设计带来了挑战.为充分利用多核机群的硬件资源获取最优性能,本文设计了一种有限元结构分析的层级负载均衡并行计算方法.该方法建立在对计算任务的层次性和粒度性充分挖掘的基础上.为与多核机群的硬件拓扑体系结构相适应,本文将计算任务划分为三个层次:节点间并行、片间并行和核间并行.其中,节点间并行和片间并行采用粗粒度并行计算方法,而核间并行采用细粒度并行计算方法.通过将计算任务映射到多核机群的不同硬件层面执行,该方法不仅有效实现了不同层面的负载均衡,而且大幅度降低了系统的通信开销.此外,它还大幅度减少了子区域的数目,有效提高了界面方程的数值收敛性.为验证算法的有效性,在"天河二号"超级计算机上进行了有限元结构线性静力分析大规模并行计算测试.结果表明:同传统区域分解法相比,层级负载均衡并行计算方法能够获得较高的加速比和并行效率.本文的研究主要集中在线性静力学问题上.对于非线性问题或者动力学问题,由于涉及多个迭代步,因此可以将本文算法封装为一个子函数进行调用.     

型谱化高流强质子回旋加速器自主研发及创新应用

回旋加速器是开展核装备研制、核科学和生命科学等前沿研究,以及核技术创新应用的关键科学手段和不可或缺的研究平台.强流回旋加速器研究团队研发了高流强紧凑型回旋加速器,创建了径向调变磁场梯度强聚焦理论,研发了多束团强流束流动力学并行计算算法和软件,突破了紧凑型回旋加速器的极限能量、显著提升了空间电荷制约下的束流强度;独创了奇偶三角形单元垫补函数的等时场和非理想谐波场垫补方法,有效提高了轴向聚焦力,解决了磁铁工程难题;突破了“馈管-腔体”耦合振荡抑制、动态负载变化均衡等关键技术,实现了长期稳定运行.团队自主研制了十余台不同能量强流回旋加速器,其流强、注入和引出效率等主要性能指标处于国际同类装置前列,在中国原子能科学研究院、中国科学院国家空间科学中心、国防科技工业抗辐照应用技术创新中心、北京大学等单位的相关研究项目中做出了重要贡献,为近百个单位常年供束开展空间科学、生命科学与核科学技术的研究,应用领域广泛.     

颗粒凝并动力学MonteCarlo方法的高效GPU并行计算

Monte Carlo(MC)方法作为一种求解颗粒群平衡方程(PBE)的有效方法(PBMC),由于它对多维问题的适应性、符合实际颗粒动力学特征的离散和随机本质、程序结构相对简单、易于编程实现等优点受到人们持久、普遍的关注.但在涉及到颗粒凝并问题时,常规的PBMC方法计算代价较高,与模拟颗粒数目的平方成正比,限制了其工程应用.并行计算技术的快速发展,特别是近年来NVIDIA公司提出的计算统一设备架构(CUDA)为PBMC的快速高效模拟提供了一个良好的平台.本文在CUDA平台上实现了颗粒凝并动力学PBMC的图形处理器(GPU)并行计算(分别实现了累计概率法和接受-拒绝法选择凝并对)及中央处理器(CPU)的协同处理,与目前广泛运行于CPU的串行计算相比,取得了精确的计算结果和非常明显的加速,计算代价仅与颗粒数目成正比,在当前主流GPU/CPU设备上能够达到上百倍的加速比.     

区域生态学核心理论探究

随着区域发展一体化,区域生态环境问题日益突出.为此亟需完善区域生态保护理论,建立区域生态学学科体系.本文基于区域生态问题特征,提出"生态供体-生态受体双耦合""生态格局-过程-功能三位一体"和"生态承载力与区域发展相适宜"三大区域生态保护核心理论;指出在生态域内,生态供体和生态受体之间格局完整、过程连续和功能匹配是区域协调的基本特征,建立与生态承载力相适宜的产业结构与布局,提高人居适宜性,是实现人与自然环境协调的关键.该研究为解决当前的区域环境问题提供了新的认识论和方法论.     

通信行业网络工程设计一体化管理研究

随着通信行业网络工程规模及复杂度的快速发展,网络工程设计建设施工愈来愈需要一体化管理模式进行系统管理,文章对通信行业网络工程的设计施工进行了一体化管理研究,在简单介绍了一体化管理的基础上,重点从专业分工、组织方案和信息传递三个角度详细论述了网络工程一体化管理的实现方案,对于进一步提高通信行业网络工程设计一体化管理的水平具有一定借鉴意义.     

继电保护技术的发展历程和前景展望

文章阐述了我国电力系统继电保护技术的发展现状,并指出继电保护技术未来将向计算化;网络化;智能化;保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展.     

浅谈电力系统继电保护的维护及前景

文章阐述了我国电力系统继电保护技术的发展现状,并指出继电保护技术未来将向计算化;网络化;智能化;保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展.     

超分子体系中的分子识别研究——Ⅶ.竞争包结法研究α-环糊精对氨基酸生物分子的手性识别

<正>环糊精(CD)对于客体分子的包结作为一种酶-底物相互作用的模型而受到广泛的研究,但研究的对象大多为烃、脂肪醇、脂肪二醇、苯酚、环己烷衍生物、萘衍生物以及其他芳香化合物,而对于氨基酸分子的识别研究较少.我们曾报道环糊精双核铜配合物对于几种芳香氨基酸生物分子的识别能力,从主体环糊精与双核铜形成配合物的构型变化、多点识别和诱导楔合作用讨论了对于形成超分子体系的贡献.近来我们报道了单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α和γ-环糊精对非芳香氨基酸分子识别的热力学性质,给出了有意义的结果.     

耦合Nvidia/AMD两类GPU的格子玻尔兹曼模拟

利用图形处理单元(graphic processing unit, GPU)进行通用计算近年来得到关注, Nvidia和AMD公司已推出了各自的开发环境CUDA和ASC. 很多计算在GPU上的速度远高于目前的CPU. 格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method, LBM)作为一种网格上的粒子方法, 对流动模拟具有良好的内在并行性, 非常适合利用GPU进行大规模并行计算. 本文提出了一种耦合Nvidia和AMD的两类GPU完成LBM凹槽流模拟的算法, 对于两类GPU, 在LBM的D2Q9模型下分别设计了相应的算法和程序, 之后利用消息传递接口(message passing interface, MPI)协议通过多程序多数据流(multi-program multi-data, MPMD)模式使其能够联合计算, 以充分发挥混合GPU集群系统的性能. 通过GPU和CPU程序结果的比较, 证实了GPU计算的正确性和所能带来的显著的加速比, 为建设通用大规模GPU并行计算平台提供了重要参考.     

中扬子地块南缘半坑古油藏成藏期及破坏期的 40Ar/39Ar 年代学约束

因为与油气成藏作用相关的矿物种类较少, 传统同位素测年法很难在油气成藏期方面展开应用, 油气成藏年代的直接、定量研究是同位素年代学和石油地质研究面临的重大科学问题. 本次研究对中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)半坑古油藏断裂带内沥青伴生石英脉进行的包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 同位素真空击碎法测年实验, 获得了两条截然不同的、线性相关均良好的反等时线, 对应两个年龄坪, 两期年龄分别对应228 Ma 左右的原生包裹体和149 Ma 左右的次生包裹体, 代表了两期不同性质的流体行为. 古油藏断裂带内沥青及伴生的石英脉体是构造作用和成藏及改造作用过程中的一体化产物, 与构造作用和烃类运聚具有着非常严格的响应关系, 可以约束多期复杂构造作用下油气成藏、改造和破坏的时间, 据此将半坑古油藏成藏演化过程划分为晚印支期(228 Ma 左右)原生油气藏形成阶段和早燕山期(149 Ma 左右)油气藏改造阶段. 本次研究重建了多期复杂构造作用控制下的中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)巨型油气成藏带内油气聚集与改造/破坏的年代学格架, 是江南-雪峰隆起北缘特殊大陆构造属性对海相油气巨量富集与改造/破坏的控制作用在时间链条上的体现. 展示了流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年技术在油气成藏年代学方面, 特别是在中国南方地层时代老、烃类演化程度高、多旋回构造作用背景下的海相油气成藏地区应用的可行性与良好前景.     

GRAPES新一代全球/区域多尺度统一数值预报模式总体设计研究

新一代全球/区域多尺度统一的同化与数值预报系统(global/regional assimilation and prediction system, 缩写为GRAPES)已在中国气象局研究建立. 该系统的核心技术包括: 资料变分同化; 半隐式-半拉格朗日差分方案和全可压/非静力平衡动力框架; 可自由组合的、优化的物理过程参数化方案; 全球、区域一体化的同化与预报系统; 标准化、模块化、并行化的同化与模式程序. 针对GRAPES系统的正确性、有效性, 已经进行了一系列的标准测试和应用模拟试验, 包括常规资料分析应用、雷达和卫星非常规资料直接分析应用试验. 该系统已在国家级、区域级气象业务中心运行, 在实际气象业务中发挥了重要应用. 本文重点介绍数值预报模式, 包括总体设计思路与策略、多尺度统一动力模式构建、物理过程参数化方案组合优化、模式程序结构设计等; 同时, 还通过介绍GRAPES模式的模拟试验和实际应用结果等, 展示多尺度统一模式的可行性和科学性、实际应用的能力和水平.     

复杂曲面的测量加工一体化

能源、动力、国防和航空航天等领域的高端装备性能要求高、需求迫切,与此同时也涌现出一大批加工难度大、性能要求苛刻的复杂曲面零件.这些零件往往具有尺寸大、精度高、材料难加工等特点,且多具有透波、传热和密封等性能要求,测量加工一体化技术是实现该类零件高质高效加工的有效途径.本文介绍了复杂曲面测量加工一体化技术的基本内涵和应用方向,围绕数字化寻位、机床加工参数反调修正、面形直接修正加工和面形再设计类零件加工,评述了其有关测量、数据处理、加工基本模型和关键工艺技术方面的研究进展,并展望了测量加工一体化技术在将来可能的应用领域、研究的关键问题和发展方向.     

溴化对系列1,8,15,22-四(2,4-二特丁基苯氧基)酞菁的性能影响

合成了系列具有不同中心原子M的1,8,15,22-四(2,4-二特丁基苯氧基)酞菁(M₁=(H)₂, M₂=Pd, M₃=Cu, M₄=Zn, M₅=Pb). 分别对它们进行了在1,1,2-三氯乙烷与水的混合液及纯1,1,2-三氯乙烷中的溴化研究. 详细考察了溶剂、溴的量及时间对溴化反应速度和深度的影响. 对比研究了溴化前后酞菁在溶液及薄膜的最大吸收变化情况, 发现溴化后两者的最大吸收都红移, 但前者的幅度更大. TG数据表明随着溴原子的增多, 酞菁的热分解温度相应降低. 最后, 利用GC/MS检测了酞菁铅在1,1,2-三氯乙烷中溴化分解产物, 从价电子结构的角度讨论了酞菁溴化分解问题.     

多氯酚类化合物对离体培养细胞的QSAR研究及毒性机理初探

用四唑盐比色法(MTT法)研究了8种多氯酚对小鼠结缔组织成纤维细胞L929, 人肝癌细胞HepG2的急性毒性效应, 并利用正辛醇/水分配系数(K_ow)进行了多氯酚的定量结构-活性关系(QSAR)研究, 得到了有效的毒性估测模型. 在此基础上, 进一步分析了多氯酚结构与细胞毒性机理之间的内在关系, 结果表明2-氯酚(2-CP)、4-氯酚(4-CP)、2,6-二氯酚(2, 6-DCP)、2,4-二氯酚(2, 4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)、2,3,4-三氯酚(2,3,4-TCP)均引起细胞凋亡, 而2,3,5,6-四氯酚(2,3,5,6-TeCP)和五氯酚(PCP)更趋向于引起细胞坏死. 为离体细胞水平的毒性风险评估及毒性作用机理的深入研究提供了科学依据.     

MEH-PPV/TiO2纳米管混合膜光伏特性的研究

对基于[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)/纳米TiO₂混合材料制备的光电二极管的光伏特性进行了研究. 研究发现, 加入TiO₂纳米管制备的器件具有高的开路电压和短路电流. 通过进一步优化MEH-PPV:TiO₂纳米管器件的材料混合比例, 在500 nm, 16.7 mW/cm²的入射光照射下, 器件的短路电流达到了9.27 mA/cm², 开路电压达到了1.1 V, 功率转换效率相应地达到了0.017%, 其中功率转换效率比没有掺杂的MEH-PPV器件提高了10倍.     

通信行业网络工程设计一体化管理研究

随着通信行业网络工程规模及复杂度的快速发展,网络工程设计建设施工愈来愈需要一体化管理模式进行系统管理,文章对通信行业网络工程的设计施工进行了一体化管理研究,在简单介绍了一体化管理的基础上,重点从专业分工、组织方案和信息传递三个角度详细论述了网络工程一体化管理的实现方案,对于进一步提高通信行业网络工程设计一体化管理的水平具有一定借鉴意义。     

单[6-氧-6-(4-羧基苯)]-β-环糊精在溶液和固态中的分子自组装行为

通过单-[6-氧-(对甲苯磺酰基)]-β-环糊精和4-羟基-苯甲酸甲酯反应合成了一种新的修饰环糊精, 单[6-氧-6-(4-羧基苯)]-β -环糊精(1), 利用X射线衍射分析、二维核磁光谱以及量热滴定等方法研究了其在溶液和固态中的分子自组装行为. 结果表明在固态中连接于环糊精主面的苯甲酸基顺次从次面插入到另一个环糊精的空腔, 形成了螺旋柱状超分子, 并且在溶液中也显示了相似的自组装行为. 热力学上, 修饰环糊精形成聚合超分子主要是由熵驱动的.     

一体化教学模式探析

一体化教学模式是职业教育改革的重点和方向,是一种新的教学理念,有着独特的特点与内涵.结合一体化教学改革的探讨和实践,阐述了对一体化教学模式的认识和想法.     

新型三核双膦胺(PNP)配体的合成及其在乙烯四聚反应中的应用

合成了一个新型的三核双膦胺(PNP)配体并进行了结构鉴定. 该配体与Cr(Ⅲ)及甲基铝氧烷(MAO)组合形成活泼的催化体系用于乙烯四聚制1-辛烯反应. 反应活性高, 催化剂寿命长. 考察了反应温度、Al/Cr物质的量之比及PNP/Cr物质的量之比对反应活性以及对1-辛烯的选择性. 研究了该体系催化下的乙烯四聚反应动力学. 在Al/Cr物质的量之比为100的条件下, 催化活性可达2.29×10⁶ g·mol^-1 (Cr)·h^-1, 对1-辛烯的选择性为49.65%(质量分数).