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掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

天然气工业 2024年第2期44卷 156-165页

作者：石国赟宇波北京石油化工学院机械工程学院北京市安全生产工程技术研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求... 详细信息

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

关键词：天然气管网数值仿真计算效率状态方程加速比掺氢

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奥的斯机电电梯维保公司战略研究

奥的斯机电电梯维保公司战略研究

作者：夏宇波广西大学

学位级别：硕士

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中国豹保护基因组学研究

中国豹保护基因组学研究

作者：郝宇波河北大学

学位级别：硕士

豹(Panthera pardus)属于猫科(Felidae)、豹亚科(Pantheriinae)、豹属(Panthera),是世界上分布最为广泛的大型猫科动物。豹的亚种分类问题一直是学术界关注的焦点,存在分为8个亚种或9个亚种的争议。豹在我国分布广泛,至少有3个亚种分布... 详细信息

豹(Panthera pardus)属于猫科(Felidae)、豹亚科(Pantheriinae)、豹属(Panthera),是世界上分布最为广泛的大型猫科动物。豹的亚种分类问题一直是学术界关注的焦点,存在分为8个亚种或9个亚种的争议。豹在我国分布广泛,至少有3个亚种分布,且华北豹是我国独有的亚种。最近的研究建议将华北豹亚种(***)与东北豹亚种(***)合并为一个亚种。为厘清我国豹亚种分化并评估各种群的遗传演化潜力,本研究收集了豹的组织、血液、历史皮张等样品,通过基因组重测序,开展了中国豹的保护基因组学研究。在本研究中,我们使用了34个样本,包括收集的21个样本和已发表的13个样本。基于全基因组SNPs的研究结果支持将东北豹与华北豹两亚种合并,合并后称为东亚豹(***),并发现了东亚豹存在三个遗传种群,分别为东北种群、华北种群和西南种群。其中,四川、重庆地区的豹被归类为西南种群,秦岭山系是华北种群和西南种群的交汇区域。东亚豹内部的遗传分化程度显著,尤其是东北种群和华北种群遗传差异高于华北种群与西南种群的遗传差异,密集的人类活动可能是这些遗传分化的主要原因。同时,研究发现西藏南部与尼泊尔接壤地区的豹可能是一个独立的亚种——喜马拉雅豹(***.)。基于Y染色体的遗传结构研究同样支持以上结果。进一步分析显示,亚洲分布的豹可分为两大遗传支系,亚洲东部的东亚豹、爪哇豹(***)、印支豹(***)为一个支系,亚洲中西部的印度豹(***)、斯里兰卡豹(***)、阿拉伯豹(***)、波斯豹(***)和喜马拉雅豹为另外一个支系。豹的种群演化历史分析也支持亚洲豹可分为两大支系,其中印度豹和喜马拉雅豹具有较大的种群规模,而亚洲东部的豹有相似的种群演化历史。末次冰期和倒数第二个冰期导致豹历史上经历了两次严重的种群瓶颈,而末次冰期气候的急剧变化可能导致了东亚豹内部种群的遗传分化。东亚豹种群的核苷酸多样性、连锁不平衡(LD)和近交水平(Froh)分析结果显示,东亚豹遗传多样性较低,其中东北种群的遗传多样性最低。此外,阿拉伯豹亚种、以及两个岛屿亚种斯里兰卡豹和爪哇豹,遗传多样性很低,这最可能与其种群数量小相关。基于以上研究,提出如下主要保护建议:东亚豹东北种群遗传多样性很低,需要迫切加强其遗传多样性的保护和恢复;东亚豹三个遗传种群东北种群、华北种群和西南种群可作为三个保护管理单元进行保护管理;喜马拉雅豹作为一个长期未被发现的独立的遗传支系,需要加强其种群和遗传多样性保护。此外,豹的栖息地受到人类活动的严重影响,栖息地破碎化对其构成了严重威胁,急需加强豹栖息地的保护和恢复,以及破碎化栖息地之间扩散廊道的建设,来促进豹种群之间的扩散和基因交流。综上,我们的研究初步厘清了中国豹的亚种划分及其种群遗传结构、揭示了其种群演化历史和遗传演化潜力,并提出了急需保护的豹种群和亚种、保护管理单元科学划分等保护管理策略。

关键词：保护基因组学东亚豹遗传种群喜马拉雅豹亚种分类父系遗传种群历史演化潜力

基于多光子纠缠的具有身份认证功能的多方量子安全直接通信

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科学通报 2024年第11期69卷 1491-1500页

作者：刘成杜明明钟伟盛宇波周澜南京邮电大学理学院南京210023 南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学量子信息与技术研究所南京210003

多方量子安全直接通信(multi-party quantum secure direct communication,MQSDC)可使多个信息发送方通过量子信道同时向一个信息接收方传递秘密信息,并从理论上保证传递信息的绝对安全性.已有的MQSDC方案均默认所有通信方为合法通信方... 详细信息

多方量子安全直接通信(multi-party quantum secure direct communication,MQSDC)可使多个信息发送方通过量子信道同时向一个信息接收方传递秘密信息,并从理论上保证传递信息的绝对安全性.已有的MQSDC方案均默认所有通信方为合法通信方,这在实际实验条件下难以保证,为窃听者冒充合法通信方窃取信息或扰乱通信提供了可能.本文提出了基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的具有身份认证功能的三方量子安全直接通信方案.信息接收方可同时认证两个实际信息发送方的身份,确认身份合法后,再接收其发送的秘密信息,理论上可保证合法通信方身份认证码以及传输信息的安全.本方案使用单光子测量代替GHZ态测量,操作简单且成功率高.本文对方案在实际实验条件下的安全信息容量进行了数值模拟.本方案在未来量子网络领域具有重要的应用.

关键词：多方量子安全直接通信身份认证 Greenberger-Horne-Zeilinger态安全信息容量

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静置工况条件下掺氢天然气浓度分布规律

天然气工业 2024年第2期44卷 145-155页

作者：李敬法宇波苏越刘翠伟李玉星北京石油化工学院机械工程学院中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能... 详细信息

利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能量最小原理,推导了在重力场作用下掺氢天然气浓度分布数学模型,并采用Peng-Robinson真实气体状态方程对该数学模型进行了求解,最后研究了甲烷—氢气二元组分混合气体在4种典型场景高度和5种掺氢比下氢浓度随高度的分布规律。研究结果表明:(1)在重力影响下管道顶部和底部的氢浓度存在差异,但其受高度差的影响显著,对于米级的水平管道、几十米级的一般城镇楼宇天然气立管、百米级的高层楼宇天然气立管,氢浓度随高度变化的差异微小,可完全忽略氢分层;(2)对于千米级大落差的掺氢天然气管道,当掺氢比不超过20%时,氢分层仍可忽略,但当掺氢比很高时(例如50%)管道顶部和底部的氢浓度差将超过1%,此时需考虑工程实际情况评估能否忽略氢分层;(3)西气东输某管道考虑真实气体组成、掺氢比20%、管道落差200 m时,各气体组分的浓度随落差高度的分布规律揭示了在实际工程中此类落差高度的掺氢天然气氢分层可忽略。结论认为,对于掺混均匀的掺氢天然气在静置这种最容易发生分层的极端工况下,如果不存在千米级极端大落差和极端大掺氢比,掺氢天然气管道分层现象可完全忽略;该认识从理论上厘清了目前关于掺氢天然气分层现象的争议,对掺氢天然气管道安全输送具有重要指导意义。

关键词：掺氢天然气氢分层掺氢比能量最小原理静置工况

一种基于圆周运动轨迹方程的电力系统基波频率测量方法

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电网技术 2024年第7期48卷 2919-2927页

作者：许苏迪袁宇波王晨清郑明忠高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法... 详细信息

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法建立了电力系统电压信号正弦变化的旋转相量圆周运动表征模型,基于匀速圆周运动和变速圆周运动的轨迹运动方程,推导了旋转相量及其导数与系统频率之间的函数关系;利用二次多项式拟合电压信号动态变化的幅值和相角,提出了基于最小二乘法的旋转相量及其导数求解方法,进一步,提出了基于频率网格化的迭代优化方法,消除了频率偏移对算法的影响。仿真和硬件测试表明,所提算法在频率偏移、线性和非线性变化条件下均能准确地测量基波频率。

关键词：频率测量旋转相量圆周运动最小二乘法

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基于GIS-AHP的太原市防灾避难绿地规划选址研究

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太原理工大学学报 2024年

作者：高宇波武彦杰车宇杰太原理工大学建筑学院

防灾避难绿地的建设是城市安全工程的重要工作。为增强对未来灾害的应对能力，太原市在城市建设方面做了很多工作，但目前仍然存在防灾避难绿地数量不足、分布不合理、选址缺乏科学量化的依据等问题。为解决这些问题，本文对太原市防灾... 详细信息

防灾避难绿地的建设是城市安全工程的重要工作。为增强对未来灾害的应对能力，太原市在城市建设方面做了很多工作，但目前仍然存在防灾避难绿地数量不足、分布不合理、选址缺乏科学量化的依据等问题。为解决这些问题，本文对太原市防灾避难绿地现状问题及选址规划进行研究，筛选出防灾避难绿地的影响因素，用层次分析法计算权重、用GIS技术进行空间分析，得出科学的选址结果。最后以太原市迎泽区作为实证研究对象，提出具体的选址建议。该方法可以为太原市防灾避难绿地的选址提供科学的理论依据，为提升城市防灾避难能力，建设生态宜居城市做出专业的贡献。

关键词：选址研究防灾避难绿地 GIS 层次分析法太原市

数字金融发展对传统银行信贷业务的影响——来自2011—2019年地级市面板数据的证据

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新金融 2024年第1期 51-58页

作者：夏兵玉詹宇波上海社会科学院经济研究所

数字金融的发展对传统银行信贷业务产生了不确定性影响,厘清数字金融和传统银行信贷业务的辩证关系,探寻两者协调发展之路具有重要现实意义。本文利用银行局部均衡模型分析数字金融通过存贷款利差和降低银行管理成本两方面对传统银行信... 详细信息

数字金融的发展对传统银行信贷业务产生了不确定性影响,厘清数字金融和传统银行信贷业务的辩证关系,探寻两者协调发展之路具有重要现实意义。本文利用银行局部均衡模型分析数字金融通过存贷款利差和降低银行管理成本两方面对传统银行信贷业务的异质影响,借助2011—2019年国内地级市经济数据和数字金融指数实证,研究发现,在发展初期,数字金融正向促进了传统银行信贷业务发展,但数字金融发展到一定阶段后会负向影响传统银行信贷业务;进一步探究数字金融分指数的影响,覆盖广度分指数对传统银行信贷业务在初期表现为抑制作用,中长期为促进作用;使用深度分指数对传统银行信贷业务主要表现为促进效应;而数字化程度分指数实证影响不显著。此外,研究发现相对于中西部地区,东部发达地区数字金融指数对传统银行信贷业务能在更大的范围内发挥促进作用。

关键词：数字金融发展传统银行信贷业务 “倒U型”关系数字金融指数

温室太阳能跨季节蓄热-土壤源热泵耦合供暖运行特性

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农业工程学报 2024年

作者：杨绪飞李飞孙东亮于长永冉宇进张伟宇波北京石油化工学院机械工程学院杭氧集团股份有限公司贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队

针对温室采用土壤源热泵供暖存在土壤热失衡明显、土壤温度和供暖能效逐年降低的问题，该研究在112 m2玻璃温室建设了耦合太阳能跨季节蓄热的土壤源热泵供暖系统，通过两个供暖周期试验，对热泵机组的运行、土壤热失衡、太阳能跨季节蓄... 详细信息

针对温室采用土壤源热泵供暖存在土壤热失衡明显、土壤温度和供暖能效逐年降低的问题，该研究在112 m2玻璃温室建设了耦合太阳能跨季节蓄热的土壤源热泵供暖系统，通过两个供暖周期试验，对热泵机组的运行、土壤热失衡、太阳能跨季节蓄热以及太阳能直供-土壤源热泵耦合供暖的运行特性进行深入分析。结果表明，在土壤源热泵供暖结束后，工作井温度下降2.40～2.97℃、监测井土壤温度下降0.60～1.00℃，土壤热失衡问题突出；太阳能跨季节蓄热使得监测井土壤温度较初始地温上升约0.2℃，有效解决了土壤热失衡问题；耦合供暖时太阳能直供可承担11%的热负荷，使得温室供暖能效系数从上一年度的2.79提升至3.19，提高了14.3%，节能效果明显。该研究揭示了供暖系统全年度和典型工况下的运行特性，实证了耦合太阳能解决土壤源热泵热失衡问题的可行性和高效性，并给出了系统高效运行主要操作参数的推荐值，为温室供暖相关研究与工程应用提供案例参考和数据支撑。

关键词：温室清洁供暖太阳能跨季节蓄热土壤源热泵热失衡运行特性