HPC端部加强双钢板组合剪力墙的抗震性能

为研究高性能混凝土端部加强双钢板组合剪力墙受力机理及破坏形态,以轴压比、腹部普通混凝土强度等级为关键参数,设计了4片普通试件,7片HPC端部加强试件,运用ABAQUS构建其有限元模型,研究其抗震性能。结果表明:同轴压比下,HPC端部加强试件相比普通试件屈服荷载提高16.30%,峰值荷载提升13.40%;随着轴压比提高,HPC端部加强试件峰值荷载和屈服荷载分别提高7.22%和2.72%,随着轴压比减小,HPC端部加强试件延性提升22.26%;提高腹部腔体混凝土强度等级,HPC端部加强试件的屈服荷载和峰值荷载分别提高13.01%和11.14%,延性提升16.91%。

基于HPC的RoCE网络和InfiniBand网络性能对比

高性能计算(High Performance Computing,HPC)系统的通信接口一直在不断发展,然而对新一代的无限带宽(InfiniBand,IB)互联与RoCE互联在性能上的对比缺乏研究。文章从消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)基准程序、HPC基准程序以及HPC应用程序等多个方面,提出了一套实验方法对IB互联和RoCE互联进行性能评估。结果表明,在拥塞条件下RoCE相较于IB有更好的网络性能;在MPI场景下,RoCE网络的通信性能略高于IB网络;在HPC基准程序测试中,RoCE方案相较于IB方案浮点性能略高但综合性能相当;在不同的终端应用场景下,RoCE方案和IB方案的性能则各有高低。

多孔玄武岩粗骨料HPC的制备和收缩性能研究

为解决多孔玄武岩粗骨料吸水率大、早期吸水快给高性能混凝土(HPC)制备带来的黏度大、拌合难、耐久性差等问题,引入附加用水量预湿骨料,研究了不同附加用水量对多孔玄武岩混凝土工作性能、力学性能、收缩性能、孔结构和微观形貌的影响,并与普通碎石混凝土性能作对比。结果表明:当附加用水量取4%或6%(以多孔玄武岩粗骨料的质量分数计)时,可制得C60抗压强度等级、工作性优良和低收缩的HPC。与普通碎石混凝土相比,预吸水的多孔玄武岩能显著降低HPC的自收缩,而对抗压强度影响不大;自收缩率随附加用水量的增加而降低,其变化发展分为快速增长、短暂膨胀、缓慢增长、趋于稳定四个阶段;含水玄武岩有内养护作用,在水化后期可细化孔结构,提高界面过渡区的密实性,减少HPC的开裂风险。

玄武岩石粉对HPC工作性及抗氯离子渗透性能的影响

研究了玄武岩石粉的粒径和替代率0、10%、20%、30%(等质量替代水泥)对高性能混凝土(HPC)工作性和抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞分析技术从微观角度探讨了玄武岩石粉的作用机理。结果表明:随着玄武岩石粉粒径和替代率的增加,HPC的流动度和初凝时间均呈增大趋势;随着玄武岩石粉替代率的增加,HPC的电通量先减小后增大;随着玄武岩石粉粒径的增加,HPC的电通量呈增大趋势;玄武岩石粉的粒径对HPC抗氯离子渗透性能的影响与其替代率紧密相关,当替代率较低时,粒径越小,HPC的抗氯离子渗透性能越好,而当替代率较高时,减小粒径对HPC抗氯离子渗透性能的改善效果不大;玄武岩石粉的填充效应和潜在活性可以提高基体的密实度,从而提高HPC的抗氯离子渗透性能。

基于特征分析的HPC失败作业的检测和根因分析

【背景】在高性能计算系统中,更早、更快地发现计算作业异常及其退出原因,可以帮助用户缩短纠错时间,更有效地使用价格不菲的计算资源。【目的】为了实现对计算作业异常的预警,快速定位作业失败根因,提高用户使用体验。【方法】本文基于某超大型超级计算集群的监控数据,针对特定应用分析了运行特征与计算作业运行成败的关系。采用Isolation Forest算法对作业运行时所在计算节点的运行状态进行异常检测,并对作业是否失败进行预测;通过特征分析,同时结合日志和其他故障数据构建HPC作业失败根因图谱。【结果】通过对算法的数值分析,发现Isolation Forest能够较准确地预测作业失败。基于应用运行特征关联分析构造的根因图谱,可较好地融汇作业运行和资源使用情况的所有影响因子,并展现所有因子的因果关系。【结论】本文的研究可以帮助高性能计算系统,特别是超大型超级计算系统的管理人员、用户尽早发现计算作业异常,并快速提供问题定位依据,对减少计算资源浪费、提高计算效率具有重要意义。

国家高性能计算环境运行状态诊断系统

【目的】本文介绍了一种在大规模分布式运行环境中建立运行状态诊断系统的方法。【应用背景】为保障高性能计算环境的稳定运行,分析日志等环境数据是一种获取环境状态侧写和发现异常的重要途经。然而分析结果通常是文本和数字,对运维人员来讲缺乏直观印象,不利于快速理解。【方法】我们建设了国家高性能计算环境运行状态诊断系统,它是一种对于目标计算环境的运行状态进行量化和可视化评判的系统,通过对于目标环境的信息收集、整理,进行不同角度的分项分析。【结果】各分析结果被集成为统一的环境运行状态分值,并采用可视化方法将其立体地表现出来,以便相关运维人员能够直观地获取环境信息和快速定位问题。【结论】整个环节绝大部分处理分析工作是由程序自动完成,环境运行状态诊断系统极大减少了人工操作量,为运维工作起到有效的支撑作用。

基于羟丙基纤维素制备乙醇凝胶推进剂

传统的乙醇胶凝剂甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)必须加入一定比例的水作为溶剂才能形成凝胶。为了制备高性能的乙醇凝胶绿色推进剂,采用羟丙基纤维素(HPC)作为无水胶凝剂,并对其制备的乙醇凝胶推进剂进行剪切测试、屈服应力测试、应变扫描和频率扫描等测试。结果表明,HPMC凝胶需加入质量分数为6%的水作为溶剂,其临界胶凝剂质量分数为10%;HPC凝胶不需要加水,其临界胶凝剂质量分数为8%。当胶凝剂质量分数为8%时,HPMC、HPC凝胶的屈服应力分别在2.5 Pa左右和24.8 Pa,HPC凝胶具有更大的屈服应力;同时HPC比HPMC具有更大的线性黏弹区域,临界应变更大。

弯曲疲劳载荷作用下HPC和HPFRCC抗氯离子扩散性能研究

在疲劳和环境因素耦合作用下,混凝土材料与结构易于加速损伤劣化,从而影响到混凝土结构的服役寿命。针对混凝土损伤发展的第Ⅱ阶段,采用残余拉应变来表征损伤变量,研究了疲劳载荷与氯离子协同作用下对高性能混凝土(HPC)和高性能纤维混凝土(HPFRCC)耐久性的影响。研究结果表明:随着残余拉应变的增加,氯离子在HPC和HPFRCC扩散系数均增大,而且当残余拉应变超过60×10-6时,这种增加幅度开始更加明显;在疲劳载荷与氯盐耦合作用下,HPC和HPFRCC的服役寿命均低于单一环境因素作用下的混凝土服役寿命。因此,疲劳载荷会加速因环境因素作用引起混凝土损伤劣化进程。文章还从混凝土内部微结构的演变来解释这种损伤耦合效应。

HPC对二氧化钛薄膜微观结构影响的机理研究

用羟基纤维素(HPC)作为添加剂,用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛薄膜,并研究了HPC对二氧化钛薄膜微观结构的影响机理.对二氧化钛凝胶的红外分析说明HPC通过锚固作用,吸附在二氧化钛胶体的表面,高分子之间的作用决定二氧化钛在溶胶中的分布,从而影响二氧化钛的微观结构.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的研究表明,在本实验研究范围内,HPC的加入量为4.5×10-3g/g时,HPC达到饱和吸附量,二氧化钛的颗粒尺寸最小,分散性也最好.

基于HPC的社区医疗系列监护设备的研制

介绍新颖的基于HPC的系列社区医疗监护设备,它们支持网络传输,并具有轻便小巧、移动性好、操作方便、适应性强的特点。

钢／聚丙烯混杂纤维对HPC深梁受弯性能的影响

为研究钢纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土(HPC)深梁受弯性能的影响,对17根含有不同钢纤维(体积掺量≤1%)和聚丙烯纤维(体积掺量≤0.2%)以及不同纵筋配筋率的HPC简支深梁进行4点受弯性能试验.结果显示:单一纤维或混杂纤维增强HPC深梁的初裂荷载提高了10%～40%;混杂纤维增强HPC适筋深梁的纵筋屈服荷载提高50%～150%,极限受弯承载力提高1～2倍,但无筋的混杂纤维HPC深梁承载力很小,破坏为剪切脆性破坏.试验结果表明:混杂纤维可以极大提高HPC深梁的受弯承载力,但混杂纤维的作用不能代替纵向钢筋的作用;可采用复合材料强度叠加原理及剩余弯曲强度理论来探讨混杂纤维增强HPC深梁的极限受弯承载力计算公式.

HSC/HPC的火灾(高温)性能研究进展

从强度、刚度、能量、脆性及失重诸方面综述和分析了高温(火灾)对高强混凝土/高性能混凝土性能的影响,探讨了这两种混凝土在高温(火灾)作用下的爆裂现象、爆裂机理以及消除爆裂的有效办法,并对一些影响因素进行了讨论.

基于MPI的鲲鹏CPU核间通信研究

核间通信延时是影响高性能计算系统整体运行效率的重要因素.国产鲲鹏CPU在高性能计算领域应用日益广泛,针对鲲鹏CPU的缓存架构及多核间接口互联进行分析,研究影响鲲鹏CPU核间通信延时的因素.在消息传递接口(MPI)环境下进行节点内核间通信实验,对包括跨三级缓存、跨物理CPU通信等不同模式下通信延时进行对比,发现通信数据包大于500 KB后,跨L3 Cache TAG的通信延时反优于共享L3 Cache TAG的通信延时.针对通信数据包在64 KB大小时的通信延迟异常,分析得出是MPI的Eager模式和Rendezvous模式的默认切换阈值所造成.对这两种模式进行实验对比,验证不同大小的通信数据包在不同模式下和跨核通信时的延时特征,Eager模式更适合低延时的小消息发送.在实际应用中可根据通信数据包大小调整两种模式的默认切换阈值,以达到更好的传输效果.实验结果表明由于鲲鹏CPU存在复杂的多核结构,在并行计算程序设计时可以进行针对性优化,以提升程序的运行效率.

基于HPC环境的RTI及作战仿真应用

我国高端计算应用的研究与开发明显滞后于高端计算机的发展。分布式仿真应用,特别是分布式作战仿真应用规模不断扩大,迫切需要高端计算机的支撑。分析了大规模作战仿真应用对高性能计算(HighPerformanceComputingHPC)的需求,提出了基于HPC的符合IEEE1516规范的运行支撑平台(本文命名为H-RTI)的体系结构,分析了H-RTI上实体、盟员、联盟间的互操作能力,描述了基于H-RTI的大规模分布式作战仿真在多处理器平台和网络环境中的应用范例。

大掺量粉煤灰HPC高温下抗爆裂性及改善措施

针对工程中高性能混凝土（HPC）易爆裂问题,对100mm×100mm×100mm和100mm×100mm×300mm不同尺寸的HPC试件在20~650℃范围内进行抗爆裂性能对比研究.以普通混凝土为基准混凝土,考虑粉煤灰掺量和纤维、硅灰掺加对抗爆裂的影响,粉煤灰掺量分别为30%,40%和50%,胶凝材料中分别考虑不掺、单掺和复合掺加聚丙烯纤维和硅灰.试验结果表明,掺加聚丙烯纤维能够有效防止大掺量粉煤灰混凝土爆裂问题,但加入硅灰对其抗爆性能影响不大.借助SEM微观测试技术分析高温前后试件内部微观形貌结构,从本质上揭示高掺量粉煤灰混凝土易爆裂以及聚丙烯纤维改善大掺量粉煤灰HPC抗爆裂性能的机理.

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.

基于HPC的远程监护系统研究

针对当前远程监护系统中的一些缺点，作者利用HPC的RAS、网络通信及串行通信功能，结合我国发达的公用电话网，成功地设计并实现了一套可以传输多种生理参数的远程监护系统。

混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法

采用正交试验法设计钢聚丙烯混杂纤维高性能混凝土(简称HPC)深梁试件,通过静力试验研究混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法。正交试验中考虑的因素主要有钢纤维特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平及竖向分布钢筋配筋率等。结果表明:混杂纤维能改变无腹筋HPC深梁的受剪破坏形态;混杂纤维的掺入使得HPC深梁的剪切初裂强度和抗剪极限强度明显提高,其平均提高幅度分别为45.2%和25.6%。将塑性理论应用于混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算得到了很好的结果,分析表明水平及竖向分布钢筋配筋率的大小对混杂纤维HPC深梁抗剪强度的影响不显著,但水平分布钢筋的作用大于竖向分布钢筋。分析了混杂纤维的增强机理,提出了基于"拉杆拱"模型和劈裂破坏计算模式的混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算式。

基于超算环境的面向多租户的轻量级虚拟HPC集群的设计与实现

为了给用户提供按需使用的HPC服务并解决用户应用部署的软件依赖性问题,在不破坏现有超大规模高性能集群管理的前提下,基于Fat-Tree网络拓扑和虚拟集群模型,通过对部分资源进行云化管理,设计并实现了一种轻量级的HPC集群交付模式。从而为面向租户需求的高性能应用提供一种云化的HPC租用服务,并解决了HPC应用软件栈的僵化问题,以易用的方式为更多的HPC租户提供服务。实验结果表明,该方法以近似物理节点的性能使HPC具备了云的按需使用的特性,并具有较为理想的植入效率。

高温后PPF掺防腐剂HPC剩余抗压强度试验研究

通过分析常态下掺防腐剂C35HPC抗压强度及高温后剩余抗压强度变化,研究了聚丙烯纤维(PPF)对掺防腐剂C35HPC高温后剩余抗压强度的影响,并描述了试件外观特征随高温温度的变化规律;分析了添加PPF对改善掺防腐剂HPC的抗火性能效果,探讨了PPF改善HPC的抗爆裂机理;通过高温后抗压试验,得出高温作用后PPF掺防腐剂HPC的强度变化规律,用回归分析拟合出抗压强度与温度之间的数学关系式。