eMD:基于异构计算的大规模分子动力学模拟软件

【目的】异构计算已经成为高性能计算的重要组成部分,GPU异构计算可显著提速计算密集型的分子动力学模拟应用,本文介绍自研分子动力学模拟软件eMD的系统设计及其异构计算应用。【方法】首先介绍eMD软件的目标定位,包括应用功能和计算性能两方面;然后介绍软件概要设计,包括框架、模块和接口等组成部分;重点围绕面向异构计算的软件架构设计和移植优化技术进行阐述。【结果】eMD软件系统基于GPU异构计算可实现大规模体系模拟,同时提供特色的分子动力学模拟算法和模型。【结论】eMD将充分发挥GPU异构计算算力,以提升分子动力学模拟应用效率,助力分子建模理论方法的创新应用和分子科学问题的研究。

基于高性能计算环境的科学应用平台工作流设计与实现

【目的】为了有效解决领域科学应用计算中的复杂多步计算及高通量计算流程繁琐、低效的问题,本文研究科学应用平台工作流的关键技术。【应用背景】本文将基于高性能计算环境的科学应用平台与工作流的理念相结合,同时适用于多领域、多体系的科学计算软件,为相关高性能计算应用的科学研究与工程研发提供有力支撑。【方法】针对不同领域应用需求,本文设计实现了多任务连用工作流和高通量应用计算工作流。多任务连用工作流不仅在服务端和客户端设计了一套通用自定义工作流的逻辑方案,让用户能够自主设计多任务连用,还在高性能计算环境中封装领域特色工作流,满足更特殊专有的需求;高通量应用计算工作流在任务间相互独立的情况下,采用多进程并发以及异步上传文件流的方法提高并发程度,在任务间相互关联的情况下,编写脚本生成批量文件后仅与高性能计算环境交互一次,在申请的计算资源下采用了两层主从模式的负载均衡方案实现子任务间的协同并发。【结果】相较于平台普通提交任务方式,多任务连用工作流可以使用户节省接近10倍的时间,高通量应用计算工作流可以在耗时、易用性和自动化程度等方面展现出显著优势。【结论】本文设计实现的科学应用平台工作流能够更加高效、自动化地解决众多复杂的应用需求,为广大科研人员带来更优质的高性能计算应用服务。

教育强国视域下生成式人工智能赋能职教人才培养的逻辑要义、风险透视与纾解路径

高素质数字技术技能人才是职业教育强国建设的中坚力量。生成式人工智能为数字技术技能人才培养提供了时代契机。通过深入探讨生成式人工智能赋能职业教育强国建设的价值、理念与实践逻辑,透视生成式人工智能在赋能职教人才培养过程中可能出现的意识、求实与现实方面的三重风险,提出锚定导向、探索求知与适应变革的纾解路径,以期为国家培养具备创新数字意识与实践技能的高素质技术技能人才,助力教育强国建设,为全面建成社会主义现代化强国作出积极贡献。

基于网络关系的分类变量预测研究

传统的预测方法通常基于个体的协变量信息进行建模和预测,少有考虑个体间的网络结构信息。事实上,网络节点间的关联信息能够为节点的响应变量预测提供信息,为此本文提出网络标签传播算法。基于半监督学习框架,以邻接矩阵为节点相似性推断依据,通过节点间的连接信息和已知节点的响应变量信息,来推断未知节点的响应变量信息。该算法适用于响应变量为分类变量的不完整网络数据。在网络服从随机分块模型的设定下,本文证明了该算法能够一致地预测未知节点的响应变量。数值模拟和实证数据分析结果显示,该算法预测效果较好。

浅谈HUD在电动车行业的前景探索

汽车智能化的日益发展,智能设备也随之被大众广泛的使用,为了提供更好的安全驾驶服务体验,抬头显示(Head-up display 简称 HUD)作为汽车配件的智能设备,为驾驶员提供更加安全有效的信息,如警告、导航、车距、天气情况等信息。如今 HUD 的发展,在汽车上能够显示的安全信息也逐渐增加。HUD 的安全性能得到新的突破和验证。HUD 技术因具备便利性和安全性等优势得到了广泛应用,但市面上却缺乏相关的 HUD 技术在电动车等小型交通工具上,为了探究 HUD 在电动车的使用,提高电动车行驶的道路安全,本文就以 HUD 的技术在电动车的应用前景展开分析和探索。

煅烧气氛对高V_(2)O_(5)含量V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍—煅烧法制备了高V_(2)O_(5)含量的V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂,考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明:煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大;向煅烧气氛中引入O_(2)和H_(2)O可增大催化剂的比表面积和孔体积;N_(2)气氛下煅烧制备的催化剂,活性组分易团聚,导致还原性差,同时酸性和化学吸附氧含量最低,故其脱硝性能最差;催化剂的还原性、酸性、化学吸附氧含量随煅烧气氛中O_(2)含量增加而提高,脱硝性能也随之提高;于5%(φ)H_(2)O-空气气氛下煅烧制得的催化剂,在还原性、酸性和化学吸附氧含量的综合作用下,200~400℃的脱硝效率最高,N_(2)O生成量最少,同时SO_(2)转化为SO_(3)的转化率也最低。

数智时代职业教育有效课堂的内涵阐释、变革趋势与未来图景

数智时代对职业教育人才培养提出了严峻挑战和紧迫诉求。课堂作为承载教育活动的重要场所,职业教育有效课堂对于帮助学生更好地适应社会和职场需求、促进职业教育数字化转型、支撑职业教育高质量发展具有重要意义。数智时代职业教育有效课堂涵括基于知识分类的层次梯度、聚焦技术实践的能力向度、面向职业发展的视野广度、指向生命成长的价值效度“四维”内涵。面对数字技术与职业教育相互赋能的时代趋势,学习环境、学生培养、职业发展和个体价值四要素面临转型。构建数智时代职业教育有效课堂应努力搭建多维资源融入的嵌入式数字课堂;创设“师—技—生”三元立体课堂;建构学生职业发展的全域课堂;形塑具有情感流动的生命课堂,多渠道提升职业教育课堂教学的有效性、高效性,助推中国职业教育现代化目标达成。

面向E级计算的线性代数解法器研究综述

基于E级计算的科学工程计算应用给数值线性代数算法的发展,既提供了更多机遇,又带来了更大挑战。首先分析了E级计算的特点,包括:针对大规模异构并行体系结构的并行编程成为主流方式;降低运行大规模应用带来的极高能耗成本成为了主要考虑问题;多精度的异构计算硬件引发了混合精度算法进一步的研发。其次综述了主流稠密及稀疏线性代数解法器面向高性能计算体系架构进行的功能及性能方面的优化工作,对比分析了各解法器的特点及优势。随后总结分析了线性代数解法器核心技术进展,主要包括:隔离异构计算模块和设计新的统一编程框架,以实现软件算法的性能可移植;在保证科学工程计算应用的整体需求之下,利用混合精度方法提升数值计算和数据存储的性能水平;结合硬件多级cache和网络通讯特征发展先进并行计算算法,避免或减少效率低下的大规模数据通讯。最后对未来研究进行了展望。

掺杂TiO_2的光催化性能研究进展

本文综述了掺杂TiO2在可见光范围的响应及其光催化性能的研究状况,讨论了掺杂金属离子的种类、浓度、光催化剂的粒径以及其它因素对TiO2光催化活性的影响。列出了掺杂TiO2的制务方法,并对今后的研究作了展望。

面向异构计算的高性能计算算法与软件

研发适应国产异构计算环境的高性能计算算法与软件是非常重要的课题,对我国高性能计算软件研发匹配高性能计算硬件高水平发展的速度具有重要意义.首先,简要介绍高性能计算应用软件的现状、趋势和面临挑战,并对几类典型高性能计算应用软件开展并行计算算法特征分析,涵盖了宇宙N体模拟、地球系统模式、计算材料相场动力学、分子动力学、量子计算化学和格点量子色力学等多个问题、尺度和领域.其次,讨论了面向国产异构计算系统的对策,提炼出若干典型应用算法和软件的共性问题,涉及核心算法、算法发展、优化策略等.最后,面向异构计算体系结构,对高性能计算算法与软件进行了总结.

白英化学成分和药理作用研究进展

对白英的化学成分、药理作用和临床应用等方面进行综述,为白英的研究开发提供参考。白英中主要含有苷类、有机酸类、倍半萜类、甾醇类、香豆素以及其它化合物;具有良好的抗癌防癌、消除炎症、抗过敏及护肝等作用,在临床上具有广泛的应用价值。

喷注压降对液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的影响研究

为了研究不同喷注压降下液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的变化规律,采用高速摄像机观测喷雾形态。试验结果表明:内、外喷嘴单独工作时,喷雾锥角随着喷注压降的增加而增加。内、外喷嘴同时工作时,喷雾锥角随内喷嘴喷注压降的增加而减小,随着外喷嘴喷注压降的增加而增加。通过与内、外液膜同向旋转时喷雾锥角的变化规律对比,发现内、外液膜的旋转方向对外混式液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的影响不大,因为离心式喷嘴产生的锥形液膜的切向速度会很快转化为径向速度。由于液膜切向速度迅速转化为径向速度使得内、外液膜反向的动量转变为同向动量,从而造成利用角动量守恒来预测喷雾锥角的理论模型用于计算反向旋转的外混式喷嘴时存在较大误差。对于内、外液膜反向旋转的外混式喷嘴,由于液膜旋转方向对喷雾锥角的影响不大,可以按照同向旋转的公式进行计算。

基于PSO-BP神经网络的光纤压力传感器温度补偿研究

针对光纤压力传感器受温度漂移影响较大的问题,提出了一种基于粒子群优化BP神经网络算法(PSO-BP)的温度补偿修正模型。通过对光纤压力传感器做标定实验,并且利用LM35温度传感器监测其工作温度,建立PSO-BP神经网络模型。该模型用粒子群智能算法对传统的BP神经网络的权、阈值进行全局的优化,改善了BP网络收敛的速度较慢的问题,克服了容易陷入局部极值的缺陷。与传统BP神经网络补偿结果进行比较,PSO-BP得到的预测误差相对较小且平稳些。研究结果表明,补偿后灵敏度温度系数改善了1个数量级,相对误差提高了2个数量级,从而实现温度补偿的目的。

白英全草中挥发油化学成分分析

目的分析研究白英挥发油的主要化学成分。方法采用水蒸气蒸馏法从白英中提取挥发油。用气相色谱-质谱联用法对其化学成分进行鉴定,用归一化法计算各组分的相对百分含量。结果分离得到154个化学组分峰,并确定出其中47个化学成分,占挥发油总量的83.23%。结论主要成分为棕榈酸和亚油酸。

香草酸糖酯的合成研究

This paper reports that four new glycosyl esters of Vanillic Acid were synthesized by the reaction of vanillic acid with O-acetylglucopyranosyl bromide or O-acetylgalacopyranosyl bromide,O-acetylxylopyranosyl bromide and O-acetyllactosyl bromide in the presence of Ag2O respectively;and vanillic acid-4-β-D-2’,3’,4’,6’-acetyl glucoside-β-D-2",3",4",6"-acetyl glucoester by vanillic acid with O-acetylglucopyranosyl bromide in the presence of Bu4NBr.Their structures were confirmed by IR,1H NMR,13C NMR,HMBC and MS.And spectra data proved that the products are of β-configuration.

轻卡柴油混动热管理控制策略研究

随着国家碳达峰和碳中和工作的推进,汽车节能技术已经日益受到各主机厂的重视。轻卡混合动力汽车相比燃油车更节能,相比纯电动汽车又解决了用户的里程焦虑问题,是未来轻卡的重要发展方向。由于插电式混合动力汽车的电池容量普遍偏小,而充放电赔率又偏高,所以多采用液冷电池技术。以某2.0排量的柴油发动机匹配PS技术路线的混动箱为例,从轻卡热管理的架构、信号交互、各功能零部件的系统控制策略等多方面系统讲解,并最终实现对乘员舱、电池、电机等相关部件进行冷却和加热控制,避免整车发生热害风险以及节约电耗,提升纯电里程。研究结论可为热管理设计人员提供一定参考和借鉴。

气相色谱法测定不同产地白英中亚油酸的含量

目的:建立气相色谱法测定中草药白英中亚油酸的含量。方法:粉碎后的白英以氯仿为溶剂在索氏提取器中回流提取,提取液经皂化、酯化和正己烷萃取后,采用气相色谱法进行测定。气相色谱条件:HP-5毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm),氢火焰离子化检测器(FID),以高纯 N_2为载气。柱温:初始为150℃,保持1 min,以15℃·min^(-1)升温到225℃,再以5℃·min^(-1)升温到260℃,保持3 min。结果:亚油酸甲酯与其他成分分离良好。线性范围为0.02～0.14 mg·mL^(-1)(r=0.9997)。高、中、低3种浓度的平均回收率(n=3)分别为96.5%(RSD=1.9%),96.4%(RSD=1.3%),95.6%(RSD=1.8%)。结论:方法简单、快速、灵敏,重复性好,可用于中草药中亚油酸的含量测定。

指动脉皮瓣修复手指深度烧伤——附32例报告

目的:评价指动脉皮瓣修复手指深度烧伤的临床效果。方法:手指深度烧伤伴肌腱及指骨外露患者32例共36指,应用带指动脉、神经蒂顺行岛状皮瓣推进术或指固有动脉逆行岛状皮瓣转移术(包含吻合指神经背侧支指动脉逆行岛状皮瓣转移术)治疗,分别于术后3、6、12个月运用美国手外科学会总主动活动度(TAM)系统评定标准和按英国医学研究会(BMRC)标准,对患者供瓣区及被修复手指的感觉、运动、外观以及生活和工作质量进行评价。结果:术后半个月36指皮瓣全部存活,所有伤指运动功能恢复良好,无明显关节活动受限;长度良好,色泽正常,外观不臃肿,指腹饱满,质地柔软;指固有动脉顺行岛状皮瓣及吻合指固有神经背侧支指动脉逆行岛状皮瓣感觉恢复好;日常生活不受影响且恢复了工作。29例32指获完整随访,其中行带指动脉、神经蒂顺行岛状皮瓣推进术9指的术后3、6、12个月的平均综合评定均为优;指固有动脉逆行岛状皮瓣转移术15指术后3、6、12个月的平均综合评定分别为良、良、优,吻合指神经背侧支指动脉逆行岛状皮瓣转移术8指术后3、6、12个月的平均综合评定分别为良、优、优。结论:该类术式简单,可一次完成,皮瓣外形佳,是目前较为理想的治疗方法,使手指保持良好的功能与形态,供区功能和外形也较好。

抗休克合剂治疗烧伤休克临床观察

目的观察抗休克合剂治疗烧伤休克的临床效果。方法 30例重度烧伤休克患者随机分为对照组和治疗组两组各15例。对照组予常规抗休克治疗,治疗组在对照组治疗基础上鼻饲抗休克合剂。观察并记录两组患者复苏前,复苏后24 h、48 h、72 h的血乳酸值、碱剩余,心率、尿量及补液量等体征和临床症状情况。结果治疗组第1个24 h、第2个24 h补液量均低于对照组(均P<0.05);第1个24 h及第2个24 h每小时尿量与对照组相当(P>0.05),但第3个24 h每小时尿量多于对照组(P<0.05)。治疗组在复苏后第1个24 h、第2个24 h及第3个24 h心率改善明显优于对照组(均P<0.05)。两组入院时血乳酸及碱剩余均相近(P>0.05);入院1 d、2 d及3 d治疗组血乳酸值均较对照组明显降低(均P<0.05);而入院1 d、2 d及3 d治疗组碱剩余显著高于对照组(均P<0.01)。结论严重烧伤患者常规液体复苏同时加用抗休克合剂,有利于患者安全渡过休克期,降低死亡率。