DRM:基于迭代归并策略的GPU并行SpMV存储格式

稀疏矩阵向量乘(SpMV)在线性系统的求解问题中具有重要意义,是科学计算和工程实践中的核心问题之一,其性能高度依赖于稀疏矩阵的非零分布。稀疏对角矩阵是一类特殊的稀疏矩阵,其非零元素按照对角线的形式密集排列。针对稀疏对角矩阵,在GPU平台上提出的多种存储格式虽然使SpMV性能有所提升,但仍存在零填充和负载不平衡的问题。针对上述问题,提出了一种DRM存储格式,利用基于固定阈值的矩阵划分策略和基于迭代归并的矩阵重构策略,实现了少量零填充和块间负载平衡。实验结果表明,在NVIDIA■ Tesla■ V100平台上,相比于DIA、HDC、HDIA和DIA-Adaptive格式,在时间性能方面,该存储格式分别取得了20.76,1.94,1.13和2.26倍加速;在浮点计算性能方面,分别提高了1.54,5.28,1.13和1.94倍。

微流控法制备载卵母细胞水凝胶微球及其玻璃化保存

目的通过微流控法制备载卵母细胞海藻酸钠微球,在低浓度保护剂下实现卵母细胞玻璃化保存。方法采用流动聚焦型微流控芯片,通过调整芯片结构、海藻酸钠溶液浓度和流速比,制备大小均匀、空包率低、低温耐受的载卵母细胞海藻酸钠水凝胶微球。在低浓度低温保护剂下将微球玻璃化保存,复温后检测存活率,采用细胞松弛素B和氯化锶孤雌激活卵母细胞,与Cryotop玻璃化法对比卵母细胞存活率和卵裂率、囊胚率。结果制备的海藻酸钠微球在冷冻复温前后的体积稳定且结构完整,在将卵母细胞包封在海藻酸钠水凝胶中后,空包率低,存活率、卵裂率和囊胚率与新鲜组相比无显著差异。在低浓度低温保护剂10%DMSO+10%乙二醇(EG)+0.5 mol/L海藻糖中玻璃化冻存后卵母细胞的存活率达到92.48%,卵裂率70.80%,囊胚率20.42%,与高浓度保护剂15%DMSO+15%EG+0.5 mol/L海藻糖中Cryotop玻璃化法相比无显著性差异。结论本文设计制作了三通道内部交联芯片并用于卵母细胞玻璃化保存的微流控系统,可生成大小均匀、空包率低、低温耐受的载卵母细胞海藻酸钠水凝胶微球,在低浓度保护剂下实现玻璃化保存,为卵母细胞玻璃化保存方法提供新思路。

数字孪生驱动的高保真水工闸门剩余寿命预测

针对水工钢闸门这种长寿命金属结构寿命预测难以预测的问题,提出了一种基于数字孪生技术的方法,获取闸门的全寿命周期数据,以达到剩余寿命预测的目的。首先利用有限元模型建立水工闸门的数字孪生体,并通过监测系统实时获取弧形钢闸门的静动力响应特性,在此基础上,以振动频率和结构应力作为响应,基于贝叶斯理论对闸门进行实时不确定性模型修正,最后利用修正的高保真模型获取闸门全寿命周期数据集,对闸门进行剩余寿命预测。结果表明:修正后的参数对应响应与实际响应偏差相比于仿真初始值更小,且剩余寿命预测结果与真实剩余寿命预测结果相似,在真实寿命预测的95%置信区间内,表明了方法的有效性和可行性。

基于多传感器信息融合的水工闸门故障诊断

针对水工闸门安全检修困难、检修效率低的问题,提出了一种基于支持向量机(Support vector machine,SVM)和改进D-S证据理论的信息融合水工闸门故障诊断方法。该方法通过提取不同传感器诊断信号小波包信息熵特征构建特征子空间,然后在每个特征子空间构建诊断子网络,最后使用改进证据理论对每个诊断子网络的输入进行决策层融合,从而水工闸门的多信息融合诊断结果。闸门故障诊断实验结果显示,信息融合的闸门故障诊断方法可有效识别弧形闸门故障种类,其故障诊断准确率达到了98.33%,同时诊断可靠度高,各类故障的诊断不确定度均小于1%。实验结果验证了智能故障诊断方法用于水工闸门领域的可行性,对于改进水工闸门故障检修方式,推动水利工程智能化的发展具有重大意义。

基于多特征融合的水工闸门剩余寿命预测

剩余寿命预测对保证复杂结构运行安全具有重大意义,为了提高水工闸门剩余寿命预测精度,提出了一种多特征信息融合的闸门剩余寿命预测方法。首先,采用Gamma过程模拟闸门锈蚀演化过程,通过数值仿真获得闸门因锈蚀引起的应力、自振频率、干湿模态振型等特征参数的退化过程。其次,综合考虑单调性和离散性对特征参数进行筛选,并基于主成分分析法进行特征融合构建健康因子;进一步采用非线性维纳过程对闸门退化过程进行建模,利用粒子滤波方法预测其剩余寿命。最后,结合工程实例及有限元仿真验证了所提方法的可靠性和有效性。结果表明,融合多信息的方法能更加充分地反映闸门的退化状态,预测精度评价指标均方根RMSE为1.3955,平均绝对误差MAE为1.2628,方差绝对误差VAE为0.3528,说明预测达到了较高精度,可为闸门的健康管理和安全评估提供依据。

数字孪生驱动的水工闸门损伤在线识别与监测方法

针对水工闸门损伤识别过程中存在的识别流程复杂、实时性较差、可视化程度低的问题,提出一种数字孪生驱动的水工闸门损伤在线识别与监测方法。首先阐述闸门孪生数据的获取方法,并采用融合注意力模块的卷积神经网络对其进行特征提取,构建实时数据驱动的闸门损伤识别模型;然后利用数字孪生技术搭建水工闸门虚拟现实场景,并将损伤识别结果映射至闸门虚拟几何模型,实现闸门损伤的实时可视化监测;最后将该方法应用于水工闸门试验平台,并借助Unity3D平台实现闸门数字孪生损伤识别系统的开发。结果表明,构建的水工闸门损伤识别模型对损伤状态的识别准确率达到了95%以上,系统运行每帧平均用时为136.68 ms,具有较高的准确性和较快的分析速度,验证了该方法在水工闸门损伤识别中的可行性.

六环石改性杨木木材的制备

为提高木材利用率,改善人工速生林密度低、强度低、易皱缩变形等不足,本文以人工速生杨木为研究对象,以内蒙古自治区特有的矿物六环石为改性材料,采用真空加压浸渍改性技术将六环石注入木材中,并对改性材的性能进行测试与表征。结果表明:六环石改性杨木木材的最佳浸渍次数为8次,单次浸渍工艺为真空浸渍120 min,常压浸渍5 min,再进行绝干处理。改性后的木材其平均增重率及吸液率分别为15.33%和146.37%,较素材的气干密度和全干密度分别提高了23.25%和21.95%。研究结果为改性材的制备和利用提供了新思路。

朱鹮源大肠埃希氏菌的耐药性及毒力基因与种系分型检测分析

为了解陕西圈养朱鹮源大肠埃希氏菌耐药性、系统进化分群、毒力基因及耐药基因携带情况,对采集自陕西省周至县32份朱鹮源肛拭子进行肠道细菌分离鉴定,采用微量肉汤稀释法测定9种抗菌药物对分离株的最小抑菌浓度(MIC),PCR检测毒力基因、耐药基因携带情况,采用三重PCR鉴定分离菌株的系统进化分群,并进行小鼠致病性试验。结果显示,在32份朱鹮源肛拭子中分离到大肠埃希氏菌15株,分离率为46.87%;分离菌株对氨苄西林100%耐药,对多西环素、恩诺沙星、头孢噻夫耐药率较高,对美罗培南、替加环素、黏菌素表现较高敏感,耐2种以上抗菌药物的菌株达100%;从分离菌株中检测到blaTEM、blaSHV、blaCTX-M等耐药基因的检出率分别为100%、93.3%、33.3%,phop、tetx3占比较高(66.67%、53.33%),未检测到cfr、tetx4耐药基因;分离菌株携带10种不同的毒力基因,未检测到hlyA、saf、cnf1、iutB、stx1、stx2、papC、FasA等8种毒力基因,其中etrA、aer、hlyE、ompA的检出率最高,均达到93.33%,其他依次为iutA(80%)、fimC(73.33%)、rfc(60%)、ompT(53.33%)、hlyF(46.67%)、Tsh(20%),且检测到9株分离菌株携带的rfc毒力基因。该批朱鹮源大肠埃希氏菌以B2型为主(占53.33%),其次为D型(占33.34%),A型仅占比13.33%,未检测到B1型;小鼠致病性试验表明,小鼠表现较轻的临床症状。结果表明,该批朱鹮源大肠埃希氏菌耐药现象较为严重,毒力基因与耐药基因在该批朱鹮中较流行,与其他动物相比,其种系分型较特殊。研究结果可为朱鹮源大肠杆菌病的防控、治疗及圈养朱鹮的放飞提供参考依据。

Kagome超导体AV_(3)Sb_(5)(A=K,Rb,Cs)的掺杂效应

Kagome材料为研究电子关联效应、拓扑物态、非常规超导电性和几何阻挫等新奇物理现象提供了良好的平台.最近,Kagome超导体AV_(3)Sb_(5)(A=K,Rb,Cs)在凝聚态物理领域引起了广泛关注和研究,国内外多个课题组通过化学掺杂对其物性进行有效调控,为进一步理解和认识该体系材料提供了巨大帮助.本文综述了AV_(3)Sb_(5),掺杂研究的最新进展,对这一快速发展材料体系的掺杂效应进行了总结,以促进Kagome超导体AV_(3)Sb_(5)的进一步探索和研究.具体地说,回顾了CsV_(3)Sb_(5)中Nb,Ta,Ti和Sn的原子掺杂,以及Cs,O等元素表面掺杂对材料量子效应和电子能带结构的影响,讨论了掺杂对物性调控的物理机制.为进一步理解和研究该材料体系的电荷密度波、时间反演对称性破缺、超导电性等丰富量子效应提供相关基础.

红豆草种质资源研究进展

红豆草(Onobrychis viciaefolia)是一种多年生豆科草本植物,产量高,富含蛋白质、粗脂肪、矿物质和氨基酸等牲畜所需的多种营养物质,适口性好、抗逆性强,素有“牧草皇后”之美誉。红豆草因富含缩合单宁而具有预防臌胀病的功能,是一种优良的豆科牧草,红豆草还具有生物固氮、改善土壤、保护生态环境等作用,在我国畜牧业发展和生态建设中发挥着重要作用。本文总结了红豆草的生物学特性、地域分布和种植栽培,特别是近年来国内外在红豆草种质资源产量、抗性和品质评价方面的研究进展,以及这些重要性状的分子机制研究,并提出存在的主要问题与展望,以期为红豆草种质资源的深入研究利用提供参考。

基于鲁棒自适应的减震阻尼器试验台加载位移跟踪控制

减震阻尼器是用于建筑、桥梁、风电、管道等领域减震的核心零部件,减震阻尼器试验台是测试减震阻尼器动/静态特性的试验装置。针对减震阻尼器试验台在位移加载时实际位移与期望位移跟踪误差较大的问题,建立试验台液压伺服位移控制系统数学模型,设计鲁棒自适应控制器,并基于李雅普诺夫理论验证控制器的稳定性,提出一种基于鲁棒自适应的位移跟踪控制方法。搭建Simulink与AMESim联合仿真模型,对试验台电液伺服系统的控制方法进行仿真分析;搭建试验台并对比验证鲁棒自适应控制器与传统PID控制器的控制性能。结果表明:鲁棒自适应控制器具有较强的抗干扰能力,跟踪误差较PID控制器减少了55%,响应速度提高了66.7%,较大程度提高了试验台加载系统的位移跟踪控制精度。

数字经济赋能吉林省农业生产性服务业高质量发展研究

数字经济作为高质量发展新的引擎,是实现农业生产性服务业创新发展的强劲动力。首先厘清农业生产性服务业高质量发展的内涵,明确农业生产性服务业高质量发展的基本要素和要求。进而分析数字经济赋能农业生产性服务业高质量发展的机理,剖析吉林省农业生产服务业数字化转型存在的问题。研究表明:加快农业生产性服务业数字化转型对吉林省农业现代发展意义重大,需要政府制定有效的政策法规,引导要素汇聚到农业生产服务业。要加大数字技术基础设施的建设,培育适应数字经济发展的“新农人”,解决农业生产性服务业数字化创新的关键问题。

基于贝叶斯Cox风险比例回归的兰州市HIV感染者/AIDS患者死亡影响因素分析

[目的]了解兰州市HIV/AIDS报告病例相关特征的构成情况,分析艾滋病相关死亡的影响因素。[方法]通过收集兰州市2011-2019年HIV/AIDS报告病例信息,采用生存分析方法,构建贝叶斯Cox风险比例回归模型分析影响死亡的相关因素。[结果]本研究共选取2312例HIV/AIDS患者,其中艾滋病相关死亡45例。多因素回归结果显示,患者年龄越大,死亡风险越高;确诊时为AIDS患者的死亡风险是HIV感染者的13.91倍;与未接受CD4检测的患者相比,接受CD4检测的患者的死亡风险降低;进行抗病毒治疗者的死亡风险是未进行抗病毒治疗者的0.22倍。[结论]确诊时年龄、病程阶段、是否接受抗病毒治疗是兰州市HIV/AIDS患者艾滋病相关死亡的影响因素,因此要加强艾滋病相关人群健康教育,提倡早发现、早诊断、早治疗,扩大艾滋病检测与治疗的覆盖面,延长艾滋病患者的生存时间。

基于综合评分法优选天然没药净制加工方法

目的:优选天然没药净制加工方法。方法:通过考察天然没药破碎直径、筛分过程上筛孔直径和下筛孔直径的大小,以外观、杂质、总灰分、酸不溶性灰分、挥发油含量5个指标,采用综合评分法优选天然没药净制加工方法。结果:筛选出了天然没药最佳净制方法,即取原没药,去除杂质,破碎,过筛,筛孔直径为1.5 cm,再次去除杂质后双筛分法过筛,筛孔直径为上筛孔1.0 cm,下筛孔0.5 cm。结论:该净制方法合理、可行,适合于天然没药大规模生产。

恶唑烷酮/酰胺醇类耐药基因optrA研究进展

耐药基因optrA能够介导细菌对酰氨醇类抗生素如氯霉素、氟苯尼考和恶唑烷酮类抗生素如利奈唑胺、特地唑胺的耐药性。酰氨醇类药物是畜牧养殖业中用于预防和治疗细菌感染的主要抗生素;恶唑烷酮类药物则是人医临床上治疗多重耐药阳性菌株的最后一道防线。本研究综述了自2015年恶唑烷酮/酰胺醇类耐药基因optrA发现至今的相关文献资料,以期对optrA的研究进展作出总结。

朱鹮源大肠埃希氏菌分离鉴定及耐药性与致病性研究

为分析陕西楼观台朱鹮源大肠埃希氏菌携带情况,无菌采集朱鹮咽拭子和肛拭子进行细菌分离鉴定,成功从肛拭子中分离到一株疑似大肠埃希氏菌菌株,对分离菌株进行生化试验、16S rRNA测序鉴定、药敏试验、耐药基因鉴定、毒力基因鉴定及小鼠致病性试验。经鉴定该菌株为大肠埃希氏菌,命名为XNZH1,该菌株对氧氟沙星、安普霉素、大观霉素、四环素和氟苯尼考耐药,携带耐药基因sul2和毒力基因etrA。小鼠致病性试验结果显示,经腹腔接种的6只小鼠均在接种后18 h内死亡,且从脑组织中分离到该菌,推测该菌可穿过血脑屏障。进化树分析表明,该菌株与分离株MH532531.1同源性高达98%。试验结果表明朱鹮源大肠埃希氏菌具有高度耐药性和致病性,结果可为朱鹮大肠埃希氏菌病的防控及合理用药提供依据。

携带噁唑烷酮耐药基因optrA藏羊源产气荚膜梭菌的检测

对1株携带有噁唑烷酮类耐药基因oprA的藏羊产气荚膜梭菌QHY-2进行了形态学观察、毒素分型、全基因组测序分析和oprA基因环境分析。结果显示,QHY-2为A型产气荚膜梭菌,对磺胺异噁唑、四环素、氟苯尼考、利奈唑胺和氯霉素等药物具有较强抵抗力。除携带有cpa、pfoA、colA、cloSI、nagH等毒素基因外,还携带有tetA(P)、tet(44)、fexA、optrA、ant(6)-Ib、aac(6′)-aph(2″)、erm(A)、erm(B)和erm(Q)等9种耐药基因。QHY-2的optrA基因环境分析显示,其上、下游分别为耐药基因fexA和erm(A),并与多个参考质粒携带的optrA基因高度相似。首次在藏羊产气荚膜梭菌发现噁唑烷酮类耐药基因oprA,对动物源产气荚膜梭菌的耐药性及噁唑烷酮类药物耐药基因传播趋势评估具有参考价值。

溢洪道水工金属结构安全监测虚拟系统研究

针对水工金属结构安全监测数字化管理系统可视化效果差,功能交互模式单一等问题,设计了一款基于虚拟现实技术的水工金属结构安全监测虚拟系统。该系统通过远程数据访问,将实时采集的弧形闸门、液压启闭机等各项传感器数据,通过RabbitMQ消息队列与虚拟场景进行关联,完成了数据驱动下实时仿真,以及监测数据的图表可视化,进而实现了溢洪道水工金属结构安全监测与虚拟现实技术的融合。并通过虚拟漫游、模型交互及动态仿真等功能将系统应用于实际水工金属结构安全监测中。应用表明:该系统具有沉浸感强,交互性好等优点,并且能够实时监测闸门及液压启闭机的运行状态,有利于管理者对后期水工金属结构的安全运维做出准确判断。为水工金属结构的智慧化管理提供应用和参考价值。

羊源铜绿假单胞菌的分离鉴定与生物学特征分析

为探究陕西省某羊场羊呼吸道疾病的主要病原,取该羊场8只病死羊的肺脏组织依次检测支原体、小反刍兽疫病毒、口蹄疫病毒和副流感病毒,结果均为阴性。无菌采集病死羊肺脏组织进行细菌学检测,经细菌分离培养、革兰氏染色镜检、生化试验与分子生物学鉴定,共分离到5株铜绿假单胞菌(分别命名为PA1~5),并对分离菌株进行小鼠致病性试验、药敏试验、生物被膜试验。结果显示,注射菌液的小鼠均在24 h内死亡,剖检发现小鼠肺脏、肝脏、脾脏出血肿大,且有大小不等、散在分布的化脓灶。药敏试验结果表明,PA1~5分离株对恩诺沙星、庆大霉素均敏感,对氨苄西林、阿莫西林、替米考星、氟苯尼考、泰乐菌素、泰万菌素、多西环素均表现耐药性。生物被膜试验表明PA1具有中等生物被膜形成能力,菌株PA2~5具有弱生物被膜形成能力。表明铜绿假单胞菌可能是造成本次羊呼吸道疾病的主要病原之一,且5株羊源铜绿假单胞菌分离株具有一定的致病性并可形成不同强弱程度的生物被膜,可交替使用恩诺沙星、庆大霉素进行治疗。研究结果可为铜绿假单胞菌引起的羊呼吸道疾病的防治提供参考。

某轮毂电机振动噪声优化研究

轮毂电机为电动汽车动力驱动系统核心部件,其质量和振动噪声水平严重影响整车可靠性、经济性与舒适性。本文以某轮毂电机为研究对象,对电机壳体进行拓扑优化,在轻量化壳体的同时进一步改善电机振动水平。首先计算电机在某分析工况下磁场分布和定子齿表面电磁力,并把电机磁场节点力映射到电机结构模型,利用模态叠加法求解电机壳体表面振动响应;其次对电机壳体表面振动响应进行分析,确定最大振动响应位置和相应的优化部件;最后以最小柔度为目标对该部件进行拓扑优化,并对优化方案进行仿真验证。实验结果表明,轻量化后电机壳体提升了固有频率,同时在分析工况下振动响应在全频段有明显改善,为该型轮毂电机轻量化设计和振动噪声改善提供了技术参考。