油舱蒸汽加热的计算与对比

[目的]为了设计和优化油舱的蒸汽加热系统,对油舱的蒸汽加热过程进行计算,[方法]采用Flowmaster仿真计算方法与传统计算方法进行计算,并将计算结果进行对比分析,确认其计算结果的可信性。采用2种方法,分别考察环境温度、加热盘管长度、蒸汽流量、蒸汽温度及加热盘管传热系数对加热过程的影响。[结果]计算结果表明,2种方法的计算误差在3%～7%左右,且通过计算发现,油舱蒸汽加热系统存在最优的加热盘管长度和蒸汽流量等设计参数。2种方法各有其长短,其中仿真计算适用于优化设计,而传统方法便于初步估算。采用2种方法结合的设计方法,可互补长短。[结论]研究结果对油舱蒸汽加热系统的设计具有一定的参考价值。

12kV气体绝缘断路器柜在原材料获取阶段和制造阶段碳排放计算与对比分析

产品碳足迹是指产品在整个生命周期中对环境产生的影响,目前高压开关设备全生命周期碳足迹核算已成为高压开关领域的一个热点研究问题。文中以12 kV气体(干燥空气和SF_(6))绝缘环网开关设备中的断路器柜为研究对象,利用碳排放当量计算公式进行产品原材料获取阶段和制造阶段的计算,并对两种断路器柜计算结果进行对比分析。在原材料获取阶段干燥空气绝缘断路器柜比SF_(6)气体绝缘断路器柜碳排放当量多25%(不计入绝缘气体),在生产制造阶段两者的碳排放量基本相当。计入SF_(6)气体碳排放量后两者的差异巨大,SF_(6)气体在开关设备中的使用对产品碳排放量影响较大。

钢结构广播电视塔风振系数的计算与对比

研究了建于塔座上的钢结构广播电视塔在三种情况下计算的风振系数 ,一种是规范方法 ,另一种是按理论方法不考虑钢塔与塔座的共同作用 ,第三种是按理论方法考虑钢塔与塔座的共同作用。对三者进行了比较 ,最后得出结论 :在一般情况下 ,用规范方法计算的风振系数比按理论公式计算的风振系数要大 ,因此用此风振系数计算的钢塔内力是偏大的。有大的集中质量 (塔楼、平台、天线等 )处 ,应根据实际情况 ,把用规范方法计算的风振系数适当增大 ,以符合实际情况。按理论公式计算的风振系数在考虑与不考虑塔座和钢塔共同作用情况下的差别不大。

速调管走廊泄漏电磁噪声的模拟计算与对比测试

为确定泄漏噪声源的特性及位置 ,对国家同步辐射实验室速调管走廊泄漏电磁噪声进行了模拟计算 ,给出了调制器高频泄漏噪声的计算方法和计算公式。在模拟计算的基础上进行了现场的对比测试 ,对比测试结果显示了模拟计算的合理性 ,从而为抑制走廊的噪声泄漏提供了理论基础。

MRC油井稳态产能计算与对比

为提高单井产量和油藏采收率,最大储层接触面积井（MRC,Maximum Reservoir Contact）越来越得到重视,但因井眼结构复杂,常规方法难以计算其产能.采用一种离散化半解析方法建立了MRC油井油藏渗流和井筒管流相耦合的稳态产能模型并运用迭代法求解.以某低渗油藏为例对MRC井产能进行了计算和对比,结果表明：MRC井产能受井筒间渗流干扰影响大,主井筒两端泄油能力强,中间弱,在分支侧钻点处最弱;分支井筒从跟端到趾端泄油能力逐渐增强.MRC井单相油流IPR曲线与直井两相流IPR曲线相似,应合理选择生产压差.井筒总长度一定时,三种MRC井产能差值均在10％内,且存在启动压力梯度时均会明显降低.综合考虑钻完井工艺难度,推荐采用鱼骨型多分支水平井实现MRC技术.

舞台机械紧凑型卷筒轴强度计算与对比分析

从舞台机械设备紧凑化和安全性要求的角度出发,深入讨论分析了关于舞台机械卷筒轴在强度计算时,采用按扭转强度计算、按弯扭合成强度计算和按精确强度校核三种不同计算方法的差异和适应性,同时也对卷筒轴强度计算实例的核算结果进行解读、分析和对比,归纳总结出适合舞台机械设备轴强度计算的若干结论。

面向DAG任务的分布式智能计算卸载和服务缓存联合优化

建立了一种有向无环图(DAG,directed acyclic graph)任务卸载和资源优化问题,旨在应用最大可容忍时延等约束实现系统能耗最小化。考虑到网络中计算请求高度动态、完整的系统状态信息难以获取等因素,最后使用多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG,multi-agent deep deterministic policy gradient)算法来探寻最优的策略。相比于现有的任务卸载算法,MADDPG算法能够降低14.2%至40.8%的系统平均能耗,并且本地缓存命中率提高3.7%至4.1%。

基于空中计算CoMAC架构的不同计算场景叠加符号判决算法

本文研究不同场景下基于空中计算的多址信道计算(CoMAC)架构的覆盖符号决策算法。首先,从理论上分析了XOR、ADD、MOD三种场景中加性高斯白噪声(AWGN)多址接入信道下叠加符号的概率密度分布,提出了一种基于先验概率的最优门限判决策略。其次,推导了系统最优门限及对应误码率的理论表达式。最后,通过仿真验证了不同信噪比、传感器节点个数及先验概率对于该门限判决方案的鲁棒性和可靠性的影响。与通信计算相分离的传统方案相比,空中计算判决方案具有更好的检测性能,为多址接入信道下的信号识别提供了新的参考方案。

不同弹性模量计算机辅助设计和计算机辅助制造桩核材料的应力分析

背景:桩核修复是牙体缺损修复的一种常规选择,然而不同桩核材料的修复效果存在差异。目的:利用有限元方法评估不同弹性模量桩核修复模型中桩核与牙根黏结剂部位的应力分布情况。方法:在三维建模软件中构建一个三维根管治疗过的上颌中切牙模型,进行全瓷冠修复,修复中的桩核材料分别使用纳米陶瓷树脂(弹性模量12.8 GPa)、复合树脂(弹性模量16 GPa)、混合陶瓷(弹性模量34.7 GPa)、玻璃陶瓷(弹性模量95 GPa)、钛合金(弹性模量112 GPa)和氧化锆(弹性模量209.3 GPa),将模型约束在皮质骨中,在中切牙牙冠舌侧1/3处加载与牙体长轴呈45°的100 N集中力,通过最大主应力分析修复模型中桩核、牙本质及桩与牙根黏结剂的应力分布。结果与结论:(1)当使用弹性模量较高的桩核材料时,修复模型中的桩核应力较集中;当使用弹性模量接近牙本质的桩核材料(纳米陶瓷树脂和复合树脂)时,桩核的应力分布较均匀;无论桩核材料如何,各修复模型中牙本质上的应力分布相似;使用弹性模量更高的桩核时,修复模型中桩与牙根黏结剂处显示出更多的应力集中。(2)纳米陶瓷树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为31.00,33.21,0.51 MPa,复合树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为36.84,33.14,0.59 MPa,混合陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为64.05,32.83,1.00 MPa,玻璃陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为112.30,32.69,1.73 MPa,钛合金模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为120.00,32.17,1.86 MPa,氧化锆模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为148.80,31.85,2.28 MPa。(3)桩核材料的弹性模量越高,进行桩核修复时桩核处的最大应力值越大,桩核材料弹性模量对修复模型中桩与牙根黏结剂处与牙本质的最大应力值无明显影响。

基于测量的盲量子计算研究进展

量子计算机具有广阔的前景和发展潜力,但其物理实现目前面临巨大挑战。基于测量的盲量子计算,由于其允许量子能力有限甚至没有量子能力的普通用户,可通过借助远程量子服务器,使用基于测量的量子计算模型完成计算任务,并保证其数据、算法和结果的私密性。因此,这种委托量子计算的方式将成为未来普通用户共享量子计算资源的一种重要应用模式。基于此,阐述了基于测量的量子计算模型包括的两种常用资源态—簇态和图态,以及测量模式的定义和形式化描述;分析了基于测量的盲量子计算的基本原理,包括通用资源态—Brickwork态的构造、盲量子计算测量模式和通用盲量子计算协议;梳理了解决基于测量的盲量子计算根本问题的不同技术路线和实验成果;探讨了其未来的发展方向。

β-Ga_(2)O_(3)热电性能的第一性原理计算

通过使用第一性原理计算方法和玻尔兹曼输运理论,计算了β-Ga_(2)O_(3)的电学、热学和热电性质,并得出了热电性能因子随载流子浓度和温度的变化规律.此外,还考虑了声子散射和极性光学声子散射对平均电子弛豫时间的影响,并详细描述了不同载流子浓度和温度下β-Ga_(2)O_(3)的Seebeck系数、电导率、电热导率和功率因数的计算结果.最后,给出了β-Ga_(2)O_(3)的热电性能因子随载流子浓度和温度的变化趋势.结果表明,在高载流子浓度和高温下,β-Ga_(2)O_(3)具有较高的热电性能因子.

基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

隐私计算的关键理论与前沿应用

基于国家自然科学基金委员会第352期“双清论坛”,本文介绍了隐私计算在服务国家数字经济重大战略需求的重要作用,分析了国内外对该研究聚焦点的布局情况,阐述了隐私计算的内涵与外延,回顾了隐私计算研究历程的三个维度:隐私加密、隐私脱密与非规则博弈下新型隐私计算,凝练了隐私计算的非规则博弈、全生命周期保护与联邦计算范式等关键科学问题,研讨该领域前沿应用与未来研究方向,力争进一步推动我国隐私计算理论、方法和技术的突破性发展与应用。

智能化测绘的混合计算范式与方法研究

传统数字化测绘产品在数字经济、数字治理与数字生活等方面发挥着越来越重要的时空基底和关键生产要素作用,但其精细程度、更新周期、服务方式难以满足数智新时代下的高质量发展需求。因此,迫切需要实现数字化测绘到智能化测绘的转型升级,通过构建新型时空新型基础设施以全方位提升高品质的时空信息供给能力、高层次的时空数据分析能力,以及高水平的时空知识服务能力。本文从测绘自然智能与人工智能结合的必要性分析出发,首先讨论了测绘智能计算的基本概论及内涵,然后提出了智能化测绘知识为引导、数据为驱动、算法为基础、服务为支撑(KDAS)的混合智能计算范式并梳理了其构建基本任务,最后从感知、认知、表达与服务4个维度研究并系统阐述了智能化测绘的混合计算关键技术和相应途径,试图为混合计算赋能智能化测绘知识体系构建以及产业发展升级搭建基础研究框架。

基于混合有限元法的油浸式变压器稳态流-热耦合场并行计算方法

针对油浸式变压器2维流-热耦合仿真计算效率低的问题,提出了基于混合有限元法的并行计算方法。首先,在Visual Studio 2019中采用C++语言实现无量纲最小二乘有限元法以及迎风有限元法的串行计算方法。然后,基于图形处理器(graphic processing unit,GPU)实现流体场的并行计算,针对单分区分匝模型对比分析了不同GPU卡在不同网格条件下的并行计算效率,分析结果表明数据规模越大,GPU卡流处理器越多并行效果越好。其次,基于Intel MKL(Intel math kernel library)函数库结合共享存储并行编程(open multi-processing,OpenMP)实现了2维温度场的并行计算,并对比分析了不同网格数量对并行效率的影响。最后,在此基础上提出了根据不同仿真条件的混合并行计算方法,并应用到大型油浸式变压器绕组模型的2维温升热点分析中。结果表明,相较于串行程序,混合有限元并行计算方法的加速比达到了69.5,实验测试结果进一步验证了并行计算结果的准确性,研究成果为大型油浸式变压器流-热耦合问题的快速计算奠定了基础。

新计算模式下的信息安全防护专题序言

近年来,数字化转型逐步深入,新的计算模型和数据管理方式不断涌现,并已成为社会发展的重要引擎之一。随着大数据、区块链、人工智能等新计算模型和数据管理方式的出现,以及诸如ChatGPT等复杂模型和系统的不断产生,信息系统面临着严峻的安全防护挑战,信息系统的安全问题已经成为亟需解决的瓶颈问题。现阶段工业界和学术界对于新计算环境下的信息系统安全防护研究高度重视,且已经取得令人瞩目的研究成果,但是在基础理论体系、核心技术和应用系统研究方面仍然有很多挑战性前沿问题亟待解决。

考虑侧向刚柔边界约束的黄土填方路基沉降计算方法

提出一种新的考虑刚柔边界约束和侧向变形的黄土填方路基沉降计算方法。基于自主研发的三向加载设备和室内压缩试验,分析不同竖向加载方式和不同侧向约束对土体竖向及侧向变形的影响,提出考虑土体压实度和围压的边界影响系数,建立压实黄土侧向应变模型,给出考虑刚柔边界条件和侧向变形的黄土路基沉降计算方法。研究结果表明:边界影响系数与路基压实度和围压都呈正相关,且刚柔约束边界对黄土压缩性指标的影响程度最高能达到40%。提出的竖向和三向边界影响系数综合考虑了路基压实度、侧向围压以及边界条件的影响。利用工程实例验证了新模型计算方法的准确性和实用性,提高了传统分层总和法的精度。

“计算·AI+X”创新型计算机研究生人才培养模式探索

针对面向复杂的人工智能应用场景的研究生创新能力培养问题,分析面临的挑战和困难,提出“计算·AI+X”的新培养模式,介绍人才培养方法,阐述培养模式创新点,最后说明人才培养成效。

边缘计算网络中区块链赋能的异步联邦学习算法

由于数据量激增而引起的信息爆炸使得传统集中式云计算不堪重负,边缘计算网络(ECN)被提出以减轻云服务器的负担。此外,在ECN中启用联邦学习(FL),可以实现数据本地化处理,从而有效解决协同学习中边缘节点(ENs)的数据安全问题。然而在传统FL架构中,中央服务器容易受到单点攻击,导致系统性能下降,甚至任务失败。本文在ECN场景下,提出基于区块链技术的异步FL算法(AFLChain),该算法基于ENs算力动态分配训练任务,以提高学习效率。此外,基于ENs算力、模型训练进度以及历史信誉值,引入熵权信誉机制评估ENs积极性并对其分级,淘汰低质EN以进一步提高AFLChain的性能。最后,提出基于次梯度的最优资源分配(SORA)算法,通过联合优化传输功率和计算资源分配以最小化整体网络延迟。仿真结果展示了AFLChain的模型训练效率以及SORA算法的收敛情况,证明了所提算法的有效性。

面向未来移动通信的移动边缘计算研究综述

移动边缘计算(MEC)通过将移动终端的计算和存储任务从集中式数据中心卸载到边缘网格,满足复杂通信场景下的多样化设备服务需求,已经成为面向未来通信的关键性技术之一。通过阐述从云计算、雾计算到移动边缘计算的发展历程,介绍了MEC技术的基本概念和基本框架;在此基础上,从计算卸载、资源分配、缓存管理和安全防护4个方面讨论了MEC的研究进展,对相关研究成果进行了详尽综述。其次,以物联网、MEC结合区块链、AI辅助MEC系统、通感一体化和云边协同等边缘计算的几个典型应用场景为例,归纳了移动边缘计算在6G中的潜在应用场景,展示了其在构成智能、高效、安全的通信网络方面的潜在益处。最后,从互操作性、安全风险、移动性管理和可扩展性等方面指出了MEC研究在融合创新方面所面临的挑战,并对其在超可靠低时延通信、通感算一体化和星地融合移动通信等方向的优势和发展趋势进行了总结和展望。