高性能计算的发展

 继理论科学和实验科学之后,高性能计算成为人类科学研究的第三大范式。作为科技创新的重要手段,高性能计算广泛应用于核爆模拟、天气预报、工程计算等众多领域,是当代科技竞争的战略制高点,集中体现一个国家的综合实力。本文介绍高性能计算发展的历史和现状,分析当前高性能计算所面临的问题和挑战,探讨高性能计算未来的发展方向。     

中国濒危海洋生物现状及其保护

海洋生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分,中国具有丰富的海洋生物资源,也是生物多样性受威胁比较严重的国家之一,目前有记录的濒危海洋生物已达556种。作者综述了中国濒危海洋生物的现状及特点,分析造成海洋生物减少甚至濒危的因素,阐述了中国对濒危海洋生物和海洋生物多样性的保护措施,提出了保护海洋生物多样性和海洋环境可持续发展的对策及建议。     

R油藏改建地下储气库单井注采能力分析

单井注采能力分析是改建地下储气库优化单井产能参数的一项重要研究内容。以R油藏建库为研究对象,采用节点分析方法,模拟计算管流动态。根据协调点、冲蚀临界流量、携液临界流量以及地层压力、地层破裂压力和地面压缩机额定功率的边界限制分别预测了不同油管尺寸的采气能力和注气能力。为合理选择完井油管尺寸和在注采过程中控制井口压力提供了参考。研究结果表明：R油藏改建库采用国际上目前普遍采用的184.2mm油管,其采气能力在185×10⁴～390×10⁴m³/d,注气能力在25×10⁴～295×10⁴m³/d。     

基于有限元电磁场分析的电渣炉结构优化

基于有限元软件,采用数值模拟的方法研究了电渣炉重熔期大电流导体产生磁场的空间分布规律.计算结果表明,磁感应强度在电极表面的分布在单导线返回电流时最大相差35.22%,双导线返回电流时最大相差13.26%,四导线返回电流时最大相差5.8%;这种磁感应强度的差别导致电极表面产生的涡流密度不均匀,进而影响电极熔化速率.从磁场对重熔工艺产生影响的角度来考虑,采用结构对称炉型可较大地减少磁场对工艺的不利影响,减少熔池内搅拌力不均匀等不利因素.分析指出,为了减少电抗造成的电能损失,消除散磁,降低电流的搅拌作用,防止出现点状偏析,同轴设计电路(同轴导电立柱、同轴电缆)将会成为电渣炉今后的发展方向.     

Sb对Li掺杂的KNN无铅压电陶瓷性质的影响

采用传统工艺制备了无铅压电陶瓷(Na0.5K0.45Li0.05)SbxNb1-xO3,研究了Sb掺杂对其压电、铁电、介电等性质的影响.实验结果表明,样品的居里点(Tc)、正交-四方相变温度(TT-O)均随Sb含量的增加而降低,掺杂7 mol%Sb时,样品的居里点从454℃降至345℃,TT-O从100℃降至室温以下.Sb5+的引入限制了晶粒的生长,但提高了样品的致密度,从而提高了样品的压电、铁电性能.组分为(Na0.5K0.45Li0.05)Sb0.05Nb0.95O3的样品具有较为优异的性能:d33=241 pC/N,Qm=50,kp=38.3%,d31=-83 pC/N,g31=-0.08 Vm/N,Pr=17 μC/cm2,同时,该组分样品表现最"软",具有相对最高的弹性柔顺常数S11E=14.2.     

热爆和自蔓延2种模式下合成Al/Mg_2Si的影响因素

采用热爆和自蔓延2种燃烧模式成功合成Al/Mg2Si复合材料.对比研究预热速率、压坯压力、Mg粉粒度、Al的体积分数对2种燃烧模式的影响.结果表明,随着预热速率的增加、压坯压力的增大、Mg粉粒度尺寸的减小,燃烧合成产物更加均匀致密,w(Al)=20%时产物致密性最好.通过比较2种模式下的产物,表明热爆模式优于自蔓延模式.     

非线性反应扩散方程解的爆破

讨论初始能量消失的非线性反应扩散方程ut-Δu+|u|m-1ut=|u|p-1u的爆破解.当m、p满足一定条件时, 得到其解在有限时间内爆破.     

超声波辅助酶解法制备香菇酱

在蛋白酶水解法制备香菇酱的工艺中,首先研究了超声波对原料进行细胞破碎处理的操作条件,采用正交实验设计对影响蛋白酶水解效果的条件进行了选择优化。结果表明,超声波处理的最佳功率为200W、最佳处理时间为30min,蛋白酶水解的最佳工艺条件为酶解温度40℃、pH值4．5、酶用量1％、酶解时间60min,在此工艺条件下香菇酱的氨基酸含量为0．88％。     

高含硫气藏硫沉积机理研究

硫沉积是高含硫气藏开发过程中普遍存在而又必须解决的关键难题之一。高含硫气藏硫沉积机理研究是研究高含硫气藏硫沉积预测技术、准确掌握地层硫沉积动态以及指导高含硫气藏高效开发的基础。在分析高含硫气藏气体开采过程中硫化氢含量变化规律基础上,引入无机化学中化学反应平衡理论,建立了由多硫化氢分解析出元素硫的地层含硫饱和度计算方法,以W气田为例,预测了地层压力下降到不同程度时距离井筒不同距离处由多硫化氢分解析出元素硫的量,并与利用解析模型计算的总析出量进行了对比。结果表明,高含硫气藏开发过程中,在硫化氢含量变化不大的情况下,由多硫化氢（H₂Sx＋1）分解析出的硫的量占总析出量的比例很小,即物理沉积是硫沉积的主要方式,从而进一步完善了元素硫的沉积理论,为认识和解决高含硫气藏开发过程中在地层发生元素硫沉积、合理高效地开发高含硫气藏奠定了坚实的理论基础。     

Sb对Li掺杂的KNN无铅压电陶瓷性质的影响

采用传统工艺制备了无铅压电陶瓷（Na0.5K0.45Li0.05）SbxNb1-xO3,研究了Sb掺杂对其压电、铁电、介电等性质的影响．实验结果表明,样品的居里点（Tc）、正交一四方相变温度（TT-O）均随Sb含量的增加而降低,掺杂7mol％Sb时,样品的居里点从454℃降至345℃,no从100℃降至室温以下．Sb5＋的引入限制了晶粒的生长,但提高了样品的致密度,从而提高了样品的压电、铁电性能．组分为（Na0.5K0.45Li0.05）Sb0.05Nb0.95O3的样品具有较为优异的性能：d33=241pC／N,Qm=50,kp=38．3％,d31=-83pC／N,g31=-0．08Vm／N,Pr=17μC／cm2,同时,该组分样品表现最“软”,具有相对最高的弹性柔顺常数SE11=14．2．