重离子加速器中的原子核碰撞虚拟仿真实验的建设与应用

利用虚拟仿真技术,结合教学团队的科研成果,设计开发了重离子加速器中的原子核碰撞等一系列实验教学项目.这些实验项目能够在电脑上再现真实的实验场景,解除了实验场地、费用、防护等方面的限制,为培养学生的实验探究设计能力、开拓学生视野提供了重要支撑.结合虚拟仿真技术的特点,教师团队采用适应的教学方法进行授课,建立了完善的评价体系.经过3年的课程建设,该课程在学生培养、教师教学质量、推广应用方面取得了良好的效果.

采供血机构采购管理体系化建设的探索

目的为进一步有效保障采购资金使用的合规性与安全性,开展采供血机构采购管理体系化建设并分析应用效果。方法以国家政策为基础,根据行业的采购特性,通过试点、多阶段推行的方式建立并实施符合规范的采购管理体系,并从提升工作效率、采购方式选择及信息公开、采购文件优化完善情况3个方面分析了体系应用效果。结果通过设立“实施-审核-控制”权力分层分级的组织架构、建立全过程采购内控制度(采购过程内控机制、绩效评价及改进机制、风险控制机制),形成持续改进、不断自我完善的采购管理体系。采购管理体系化实施后(2019—2023年),与实施前(2015—2017年)比较,年度采购环节项目处理效率提高了23.64%,采购工作效率显著提升。采用外送招标方式采购的项目占比由(23.18±6.10)%上升到(62.79±2.31)%,采用采购审核小组审议方式采购的项目占比由(76.82±6.10)%下降到(16.39±3.39)%,采购方式的占比差异具有统计学意义(P<0.05),采购评审越来越专业化。发布公告的项目占比由(23.18±6.10)%上升到(99.3±1.56)%,差异具有统计学意义(P<0.05),信息公开越来越透明化。采购管理体系化建立后,采购文件修改率达(36.31±12.19)%,采购工作越来越规范。结论采购管理体系的建立有效控制了采购权利的使用,提高了工作效率,进一步保障采供血机构的资金使用的合规性和安全性,采购过程的系统化、标准化、程序化,构建廉洁、合规、风清气正的采购环境,值得推广应用。

基于轻量化的铸铝发动机罩生命周期评价

为实现汽车轻量化,验证熔模精密铸造产品的节能减排效果,文章对发动机罩进行生命周期评价。结合熔模铸造工艺设计出满足刚度和模态性能要求的发动机罩,建立发动机罩全生命周期评价模型;追踪生命周期能耗和温室气体(greenhouse gases,GHG)排放,并进行敏感性分析。结果表明:通过一体化集成设计使铸铝发动机罩的质量减轻17.87%,全生命周期能耗降低10.18%,GHG排放减少7.12%。该铸铝发动机罩生命周期评价结果满足节能减排要求,研究为汽车绿色低碳化设计提供了理论依据。

内蒙古乌拉特中旗284东金矿控矿断裂系统及找矿方向

284东金矿是近几年发现的蚀变岩型金矿床,位于内蒙古宝音图金镍铜铁锰等多金属成矿带,赋存于区域性F9断裂与华力西晚期石英闪长岩体断层接触带。F9断裂早期表现为大规模韧性剪切带,后期脆性变形叠加,其与上下盘次级断裂共同组成了金矿控矿断裂系统,主断裂控制了矿区主矿体的规模、形态、产状,上下盘次级断裂和节理裂隙控制了矿区次级矿体的展布及矿化富集,主次断裂“y”字形交汇部位产出金矿床。在分析控矿断裂系统的基础上,指出下步找矿方向主要是已知矿床深部及主次断裂“y”字形交汇部位。

费米动量对中能重离子碰撞椭圆流的影响

椭圆流(v_2)是利用重离子碰撞探究核物质性质最重要的观测量之一,它的大小除了受到动力学过程的影响外,还与初态核子的费米动量有关。基于极端相对论量子分子动力学(Ultrarelativistic Quantum Molecular Dynamics,UrQMD)模型,通过反向追踪反应末态处在中心快度区(|y0|<0.1)的核子的v_2随时间的演化过程。探究初始时无费米动量、有费米动量和有一半费米动量对v_2演化的影响。以束流能量为0.4A GeV和0.8A GeV、碰撞参数为6 fm的金与金(Au+Au)碰撞为例,计算结果表明有费米动量时中心快度区的核子数远多于无费米动量的情况,这是由于不考虑费米动量时,核子-核子碰撞数目减少而导致。而v_2却表现出相反的效应,不考虑费米动量时的v_2更大,因为旁观核子有更强的阻止效应。这表明核子动量的初始化需要在输运模型中细致考虑。

基于机器学习从逐事件重离子碰撞提取物理信息

在重离子碰撞实验和输运模型模拟中均可逐事件获取观测量数据,然而,利用重离子碰撞研究核物质性质时通常只使用观测量对所有事件的平均值。机器学习拥有强大的数据分析和处理能力,可有效利用逐事件观测量数据中包含的丰富信息。本文通过极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型和机器学习算法的结合,为相关问题的研究提供新途径。研究结果显示,机器学习方法可从逐事件的观测量数据中提取关键物理参数的信息。此外,利用机器学习中特征量重要性归因方法,还可找出对提取相关参数最重要的特征量,从而对研究这些问题提供有价值的参考。

铸铝一体化发动机罩的可靠性优化设计

为了提高发动机罩的轻量化水平与性能要求,采用“材料-工艺-结构-性能”一体化集成方法设计铸铝一体化发动机罩。建立了发动机罩的有限元模型,通过模态试验验证了所建模型的准确性。以铸铝发动机罩厚度为设计变量,综合考虑发动机罩的刚度和模态性能,采用最优拉丁超立方试验设计构造样本点,联合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型与多岛遗传算法(Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA)进行多目标优化。基于RBF-MIGA近似模型和6Sigma可靠性优化方法对发动机罩进行优化设计。结果表明,经可靠性优化后的发动机罩质量减轻了10.59%,约束一阶模态提高了41.43%。

基于改进扩展卡尔曼滤波算法的SOC估算

在电动车、储能系统和移动设备等领域中,电池管理系统是保障电池组性能和安全性的关键技术之一,而电池荷电状态(SOC)估算是其重要的组成部分。文章重点针对18650型号的磷酸铁锂电池(单体电池)SOC估算展开研究和设计,首先选择双阶远程控制(RC)模型作为电池模型,通过电池容量标定实验、开路电压(OCV)-SOC标定实验、混合功率脉冲特性(HPPC)实验确定了双阶RC模型的各个动态参数,在MATLAB/Simulink中搭建动力电池仿真模型,验证了所选模型的可靠性。然后,为了解决单体电池SOC估算精度和成本等问题,以扩展卡尔曼滤波(EKF)算法为基础提出了一种改进方法,即在预测第k个时间步的误差协方差矩阵时,引入了时变渐消因子,在更新方差Q和R时引入自适应分子。最后,通过不同循环工况对提出的算法进行仿真分析,结果显示,提出的算法提升了SOC估算的精度,实用性强。

基于铝合金前端结构的白车身模态仿真分析及试验研究

为达到汽车轻量化要求,在某款纯电动汽车白车身设计开发过程中,保险杠、副车架和仪表盘横梁以铝合金精密铸件替换钢制部件进行减重,对白车身模态性能进行了分析。利用HyperMesh、Nastran、HyperView等仿真软件建立纯电动汽车白车身有限元模型,并进行模态分析;同时结合试验测试对有限元分析结果进行校核修正,仿真精度满足要求。2种方法相结合可以为汽车的设计和优化提供行之有效的解决方案。

弹用永磁直流力矩电机高频波动的优化设计

永磁直流力矩电机在武器装备领域中应用广泛,为解决弹用永磁直流力矩电机感应电压和电流的高频波动问题,基于高频波动产生的机理,提出一种虚槽设计与优化电刷组件相结合的优化设计方法,使电机能够满足高频波动性能指标要求。虚槽设计能够增加换向元件个数,减小元件匝数,从而减小换向电流;在整流子内壁增加V形齿槽并优化转子成型工艺,便于转子生产。优化电刷组件包括:刷架结构优化、弹簧片优化、电刷头材料优选和电刷磨合工艺优化,以保证电刷的共面性、压力一致性并减少电刷头的磨损。对优化后的电机进行仿真和实验测试。研究结果表明,所提优化设计方法能够有效抑制高频波动,优化后的电机感应电压波动峰峰值降低75.23%,电流波动峰峰值降低76.77%,使电机满足设计指标要求。

水利水电工程碾压混凝土大坝施工技术

水利水电工程的大坝是重要的灌溉、发电、供水和水资源调节设施。碾压混凝土大坝是近年来广泛应用的一种大坝类型,具有高强度、高耐久性、耐磨损等特点,适用于各种复杂地形条件。碾压混凝土大坝施工技术是建造碾压混凝土大坝的基础和核心,其施工过程的质量与效率直接影响大坝建设的成功。碾压混凝土大坝的施工技术是大坝成功建造的基础。针对不同的地形和条件,需要选择合适的填筑料、施工方法和机械设备,并对施工过程进行严格的质量控制,以确保大坝的稳定性和安全性。

基于直觉模糊TOPSIS和变权VIKOR的防空目标威胁综合评估

针对传统防空目标威胁评估中威胁因素考虑不全、定性指标量化不精确以及属性指标权重固定不变等方面的不足,在综合考虑目标静态和动态属性的基础上,提出了基于直觉模糊理想解逼近(technique for order preference by similarity to an ideal solution, TOPSIS)法和变权多准则优化妥协决策(multi-criteria optimization compromise decision-making, VIKOR)法的防空目标威胁综合评估方法。首先,直觉模糊集和隶属度函数分别用于静态和动态属性指标的量化。然后,构建直觉模糊TOPSIS模型和融合变权的VIKOR模型进行静态属性和动态属性威胁评估。最后,进行综合威胁度计算。仿真验证表明,目标威胁综合评估方法与仅考虑目标运动状态信息的传统评估方法相比,评估结果更加合理有效,更符合防空作战实际。

生态景观林10种林分枯落物的水文效应

[目的]对北京市大兴区生态景观林主要造林树种林下枯落物层的持水能力进行定量研究,为森林生态建设和水土保持工作的开展提供理论依据。[方法]以研究区生态景观林中10种不同林分的枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析研究。[结果]该区枯落物总蓄积量在2.37~5.33t/hm^2之间,顺序依次为:毛白杨>油松>千头椿>刺槐>国槐>银杏>金叶榆>元宝枫>旱柳>紫叶李;最大持水量为5.56~24.92t/hm^2,最大持水率为208.64%~481.62%,最大拦蓄量为5.37~24.24t/hm^2,有效拦蓄量为4.54~20.51t/hm^2;10种林分不同枯落物层的持水量与浸泡时间呈较显著的对数函数关系,其吸水速率与浸泡时间则存在着较显著的幂函数关系。[结论]综合比较10种林分枯落物的持水性能,认为毛白杨的持水能力较好,能够较好地涵养水源。

燃料喷孔数对非预混旋转爆震起爆过程的影响

环缝-喷孔结构是目前旋转爆震燃烧中经常采用的喷注结构之一。为了研究环缝-喷孔喷注结构中燃料喷孔数量对氢气/空气旋转爆震的影响,在保持燃料喷孔总面积不变的前提下,改变燃料喷孔数量(60、90、120、150),对冷态混合、爆震波起爆及稳定过程进行了数值模拟。总质量流量为206 g/s时,60和90喷孔喷注结构可以实现稳定爆震,而120和150喷孔则起爆失败;60喷孔构型中出现了多个旋转爆震波,并稳定于双波同向传播模态。总质量流量减小至103 g/s时,120和150喷孔可实现稳定爆震。结果表明,同一喷注结构在不同流量下的掺混效果并不相同,影响旋转爆震的起始;随着供给流量的提高,爆震波数量呈现增多趋势;氢气的轴向和径向分布越均匀,越容易形成旋转爆震波,周向分布越均匀,旋转爆震波传播速度越快,最高可达1827 m/s。

生长气压对分子束外延β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响

本文采用分子束外延技术在具有6°斜切角的c面蓝宝石衬底上外延β-Ga_(2)O_(3)薄膜,系统研究了生长气压对薄膜特性的影响。X射线衍射谱和表面形貌分析表明,不同生长气压下所外延的薄膜表面平整,均具有(201)择优取向。并且,其结晶质量和生长速率均随生长气压增大而逐渐提高。通过X射线光电子能谱分析发现,生长气压增大使得氧空位的浓度大幅下降,高价态Ga比例增大,最终使得O/Ga原子数之比接近理想Ga_(2)O_(3)材料的化学计量比值。利用Tauc公式和乌尔巴赫带尾模型进行计算,结果表明随着生长气压的增大,样品的光学带隙由4.94 eV增加到5.00 eV,乌尔巴赫能量由0.47 eV下降到0.32 eV,证明了生长气压的增大有利于降低薄膜中的缺陷密度,提高薄膜晶体质量。

忆阻计算时代来临了吗?

自1971年依据电路理论完备性预测有忆阻器的存在,到2008年惠普实验室将忆阻器和现实器件联系起来以来,人们围绕忆阻器的研究层出不穷,而针对高效能计算面临的存储墙和功耗墙问题,忆阻计算体系和电路便是重要的候选者。以基于忆阻器的数值表达、存储、传输和计算方式为基础,阐明了忆阻计算中的蕴含逻辑、布尔逻辑、阈值逻辑等的发展现状和优缺点,总结了忆阻计算在神经形态计算、精确计算、近似计算等方面的突出研究工作。现阶段,忆阻计算仍然处在相对初级的阶段,其中的逻辑电路基础体系、信号退化、良好扩展性等问题还需要深入研究以迎接忆阻计算时代的到来。

线粒体相关细胞凋亡诱导因子3通过调控STAT3信号通路影响结直肠癌细胞增殖与迁移

目的 探讨线粒体相关细胞凋亡诱导因子3(AIFM3)对结直肠癌细胞增殖及迁移的影响及其分子机制。方法 采用生物学信息方法预测AIFM3的表达与结直肠癌组织类型和预后的关系,用免疫组化法检测我院组织样本中AIFM3蛋白的表达,并分析其与预后的关系。利用慢病毒建立稳定干扰AIFM3表达的细胞株HCT116和SW620,并以CCK8和平板克隆实验检测细胞的增殖能力变化,以Transwell迁移实验检测细胞的迁移能力变化。Western blot法验证AIFM3基因的沉默效果及相关通路蛋白表达情况。结果 相比于癌旁组织,AIFM3在结直肠癌中的表达显著降低,且高表达组的无病生存率、总生存率显著高于低表达组(P <0.05);抑制AIFM3可显著抑制HCT116和SW620细胞的增殖和迁移能力。GSEA分析显示AIFM3与STAT3信号通路相关;而Western blot结果表明,敲低AIFM3后,STAT3、P-STAT3的蛋白表达水平显著上调。结论 AIFM3在结直肠癌组织表达显著降低。干扰HCT116和SW620细胞中AIFM3的表达可增加细胞的增殖与迁移能力,其机制可能与STAT3信号通路有关。AIFM3可作为结直肠癌的潜在治疗靶点。

基于紫光现场可编程门阵列的无操作系统LwIP高效移植

现场可编程门阵列(FPGA)得到广泛的应用,在当前的背景下,国产FPGA异军突起,有其重要的意义。为了提升国产FPGA的应用水平,其对典型应用的高效支持将显得尤其重要。以装载了国产FPGA的紫光同创的PGL22G-MBG324开发板为基础,基于PANGO-M1软核和定制逻辑来实现传输控制协议/网际协议(TCP/IP)千兆网接口通信系统,在硬件端设计出能灵活适应各种网络传输速率的媒体访问控制器(MAC)和实现与外部物理层(PHY)连接的高速网络接口,在软核端移植了轻量型网络协议(LwIP)协议栈,实现软核与个人计算机(PC)的高效通信。移植作品效果显示,国产FPGA在网络通信上具有高度适应性。

鼠巨细胞病毒升高血压并引起NLRP3炎症小体激活

目的通过采用腹腔感染鼠巨细胞病毒(MCMV)构建小鼠高血压模型,探究MCMV感染引发的高血压与炎症小体之间的关系。方法将7月龄雄性C57BL/6J小鼠分为腹腔注射生理盐水组(n=10)与腹腔注射MCMV实验组(MCMV组,n=10)。使用颈动脉测压法比较腹腔注射MCMV 5月后两组小鼠血压变化情况,采用Western Blot及免疫组织化学法检测血管中NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor pyrin domain containing 3,NLRP3)、CARD凋亡相关微粒蛋白(Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)、半胱氨酸天冬蛋白酶-1(Cysteinyl-aspartate specific protease-1,Caspase-1)、白介素18(Interleukin 18,IL-18)、白介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)的蛋白表达情况。结果与对照组小鼠相比,MCMV组小鼠收缩压、舒张压与平均动脉压均显著升高,且小鼠主动脉组织中炎症小体相关蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-18、IL-1β表达均显著增加。结论MCMV感染可能通过激活NLRP3等炎症小体引起小鼠血压升高。

保险杠前防撞梁材料-结构一体化轻量化设计

为了进一步实现汽车的轻量化设计,引入熔模精密铸造铝合金技术应用于汽车保险杠前防撞梁。结合熔模精密铸造工艺,对某款电动汽车保险杠前防撞梁进行材料-结构一体化设计,并以轻量化为目标,建立响应面模型进行一体化优化。试制优化后的新型前防撞梁,对比原钢制防撞梁,通过模态和碰撞试验及仿真验证其力学性能,确保新型铸铝防撞梁设计的可行性。重点说明了防撞梁优化设计、仿真和试验过程。结果表明:在保证性能的前提下,防撞梁质量减轻20.5%,达成轻量化设计目标。