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面向高性能计算集群的用户作业能耗预测算法研究

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面向高性能计算集群的用户作业能耗预测算法研究

作者：娄燕涛齐鲁工业大学

学位级别：硕士

高性能计算(High Performance Computing,HPC)集群已经成为科研和工程领域不可或缺的基础设施。近年来,云计算、大数据、人工智能等新技术快速发展,越来越多的用户开始在HPC集群和云计算集群上部署应用,集群的规模也不断扩大,随之而来... 详细信息

高性能计算(High Performance Computing,HPC)集群已经成为科研和工程领域不可或缺的基础设施。近年来,云计算、大数据、人工智能等新技术快速发展,越来越多的用户开始在HPC集群和云计算集群上部署应用,集群的规模也不断扩大,随之而来的是日趋严重的能耗问题。高能耗不仅带来了高昂的成本,还成为了制约集群规模的进一步增长的关键因素。能耗预测技术是提高HPC集群能效的重要手段之一,逐渐成为了HPC领域的研究热点。本文以面向HPC集群的作业能耗预测算法为研究对象,分析该领域现有研究工作存在的问题,并从多个角度进行优化改进,主要做了以下几方面研究工作:(1)分析生产级HPC集群的实际作业数据,确定能耗预测算法的改进方向。在作业能耗数据方面,根据能耗数据的特征将作业划分为5种基本类型并分析每种类型作业存在的规律;在作业信息方面,分析不同作业信息与能耗特征的关系,确定可用于能耗预测任务的8种基本信息。(2)根据HPC作业的能耗特征,提出一种基于时间序列重构的能耗预测模型(TSR-PCP)。该模型以Transformer为基础,从提高预测效果和降低资源消耗两个方面做出改进。针对HPC作业功率波动频繁、采样误差大的问题,TSR-PCP模型引入卷积层提取能耗数据的局部特征,降低采样误差影响;针对传统预测模型资源消耗过高的问题,TSR-PCP模型使用序列切片模块对能耗时序数据进行重建,简化输入数据结构,降低模型计算量;针对传统预测模型对功率大幅波动作业的预测结果可用性差的问题,TSR-PCP模型将功率分布区间作为预测目标,增强预测结果的可用性。实验结果表明,相较于基线模型,TSR-PCP模型的预测误差降低了1.2%,训练时间减少了30%以上。(3)根据作业基本信息和能耗特征之间的关系,提出一种结合使用语义特征提取和机器学习算法的平均能耗预测模型(SBERT-XG)。该模型使用SentenceBERT模型提取作业信息中包含的语义特征,并通过极致梯度提升(XGBoost)模型在语义特征和作业能耗之间建立映射关系。实验结果显示,SBERT-XG模型的预测效果相较于传统算法有5%的提升。在此基础上,设计了基于SBERT-XG和TSR-PCP模型的能耗预测框架,该框架通过分阶段预测整合两种模型的优势,实现了较为完善的预测功能。

关键词：高性能计算用户作业功耗预测机器学习

含钨杂多酸盐催化剂的制备及其在微通道反应器中合成酒石酸的应用研究

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含钨杂多酸盐催化剂的制备及其在微通道反应器中合成酒石酸的应用...

作者：娄燕浙江大学

学位级别：硕士

DL-酒石酸因其独特的结构和性质,在食品、医药、塑料和新材料等领域应用广泛。作为一种重要的化工产品,合成DL-酒石酸的方法主要有两种,分别为热化学氧化法和生物发酵法。这些工艺普遍存在反应时间长、反应效率低等缺陷。因此对酒石酸... 详细信息

DL-酒石酸因其独特的结构和性质,在食品、医药、塑料和新材料等领域应用广泛。作为一种重要的化工产品,合成DL-酒石酸的方法主要有两种,分别为热化学氧化法和生物发酵法。这些工艺普遍存在反应时间长、反应效率低等缺陷。因此对酒石酸的热化学工艺及其微通道连续化合成过程进行研究,进而提高酒石酸合成的效率,具有十分重要的意义。首先对催化剂的组成和制备工艺进行优化,选择W为配位原子,B或P为中心原子,加入中心原子后制备了 B-W-Sr和P-W-Sr催化剂,在催化剂的合成过程中将H2O2的用量优化为Na2WO4摩尔量的6倍。与钨酸钠的催化效果(70.94%)相比,B-W-Sr和P-W-Sr的催化效率更高,酒石酸的总产率最高为76.47%和75.76%。通过FTIR、UV-vis、XRD和XPS方法,对合成的B-W、P-W、B-W-Sr和P-W-Sr的结构和性能进行表征。将制备并优化后的催化剂应用于连续化反应中,在微通道反应器中进行酒石酸的合成工艺研究。以B-W-Sr为催化剂,对该反应器中马来酸环氧化反应的影响因素进行详细探究,获得较适宜的反应条件为:环氧化温度85.0℃、进料液流速3.00 mL/min(进料液由50g马来酸、70g27wt.%的双氧水和0.325 g催化剂配制)、停留时间70 min和体系压力2.5 MPa,此实验条件下马来酸转化率为79.73%。经响应面法模拟计算,利用方差分析对所得模型检验以确保其有效性。通过构建模型推测出最合适工艺,优化结果为环氧化温度84.81℃、进料液流速2.82 mL/min(进料液由56.5g马来酸、70g27wt.%的双氧水和0.325 g催化剂配制)和体系压力2.5 MPa,模型得到的马来酸转化率预测值为80.37%。在该反应近似条件下通过实验验证,结果显示马来酸转化率平均值为80.43%,相对误差小。实验表明微通道法合成酒石酸的工艺可以显著缩短反应时间、更高效和安全。

关键词：酒石酸微通道反应器钨酸盐催化剂环氧化反应

自我叙述:两个“我”的对立与统一——走进《难忘的人和事》

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中学语文教学参考 2024年第15期 62-63页

作者：娄燕虎沂源县沂河源学校山东淄博256100

在写作自我叙述类作品时,把握好自我叙述时"彼时"与"此时"两个"我"之间对立与统一的关系,通过还原与重构,凸显两个"我"之间认知情感的差异或深化,以此造就独特的情感张力,可以更好地叙写心灵的成长.

关键词：自我叙述两个"我" 《难忘的人和事》对立统一

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直面“技术的批判”

诗选刊 2024年第3期 102-105页

作者：娄燕京

多年前,网上有一篇帖子,目的是教大家“如何写一首让人看不懂的诗”。方法倒也简单,“准备几段简单易懂的句子”,比如“我在马路边捡到一分钱”这首儿歌,将其输入在线翻译工具,先翻译成日语,接着将日语翻译成俄语,再依此类推翻译成其他...

多年前,网上有一篇帖子,目的是教大家“如何写一首让人看不懂的诗”。方法倒也简单,“准备几段简单易懂的句子”,比如“我在马路边捡到一分钱”这首儿歌,将其输入在线翻译工具,先翻译成日语,接着将日语翻译成俄语,再依此类推翻译成其他各种外语,最后再翻译回汉语。

关键词：

轻烧氧化镁反应活性对水泥石变形敏感性的影响

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广东建材 2024年第9期40卷 85-88页

作者：娄燕张守治江苏苏博特新材料股份有限公司镇江苏博特新材料有限公司

本文以两种水化反应活性的轻烧氧化镁为研究对象,系统研究了掺两种不同活性氧化镁的水泥石在不同养护湿度和养护温度下变形的湿度敏感性和温度敏感性规律,以期为轻烧氧化镁在实际工程应用中水化活性的选择提供参考依据。结果表明:活性... 详细信息

本文以两种水化反应活性的轻烧氧化镁为研究对象,系统研究了掺两种不同活性氧化镁的水泥石在不同养护湿度和养护温度下变形的湿度敏感性和温度敏感性规律,以期为轻烧氧化镁在实际工程应用中水化活性的选择提供参考依据。结果表明:活性反应时间短、水化活性高轻烧氧化镁M75在水泥石中膨胀变形的湿度敏感性相对较大、温度敏感性较小;活性反应时间长、水化活性低的轻烧氧化镁M190在水泥石中膨胀变形的湿度敏感性相对较小、温度敏感性较大。

关键词：氧化镁活性水泥石湿度敏感性温度敏感性

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复杂环境下大型块石混凝土拱桥爆破拆除

城市道桥与防洪 2024年第3期 163-166,M0015页

作者：娄燕斌衢州市市政公用管理服务中心浙江衢州324000

待拆除桥梁为块石混凝土拱桥,桥面宽23.5 m,桥梁全长198 m,周边存在多处民用建筑、医院以及军用雷达等,环境较为复杂。为保证大桥顺利拆除,设计采用“逐跨分段逐孔延时精确控制爆破技术”:利用“深孔浅孔相结合”的方式,在桥墩处钻凿垂... 详细信息

待拆除桥梁为块石混凝土拱桥,桥面宽23.5 m,桥梁全长198 m,周边存在多处民用建筑、医院以及军用雷达等,环境较为复杂。为保证大桥顺利拆除,设计采用“逐跨分段逐孔延时精确控制爆破技术”:利用“深孔浅孔相结合”的方式,在桥墩处钻凿垂直深孔,在拱脚以及拱顶处钻凿垂直浅孔,针对不同尺寸、材料的爆破部位选择不同的爆破参数,以此破坏大桥各跨的关键承重部位,同时使得大桥不同部位分批垮落,将爆破与塌落振动等有害效应控制在安全范围内;采用竹笆、悬挂以及毛竹帘对桥梁爆破部位进行防护,有效降低了飞石距离,确保了周边建(构)筑物的安全。

关键词：块石混凝土拱桥复杂环境爆破拆除控制爆破爆破振动

车用7075铝合金板的各向异性和拉压不对称屈服行为

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机械工程材料 2024年第7期48卷 108-113页

作者：薛浙瀛方许铖杨宁娄燕山浙江农业商贸职业学院绍兴312000 西安交通大学机械学院西安710049

对退火态7075铝合金板进行了不同加载方向(与轧制方向呈0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°)下的单轴拉伸与单轴压缩试验以及液压胀形试验,研究了屈服行为;通过耦合静水压力项修正了Yld2004-18p各向异性屈服函数,对铝合金板的屈服强度... 详细信息

对退火态7075铝合金板进行了不同加载方向(与轧制方向呈0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°)下的单轴拉伸与单轴压缩试验以及液压胀形试验,研究了屈服行为;通过耦合静水压力项修正了Yld2004-18p各向异性屈服函数,对铝合金板的屈服强度进行预测,并与试验结果进行了对比。结果表明:不同加载方向或加载方式下,试验合金板的屈服强度不同,合金板具有显著的屈服各向异性和拉压不对称性;修正后的非对称各向异性屈服函数预测的屈服强度和试验值之间的总相对误差仅有0.0005,可以准确描述7075铝合金板各向异性和拉压不对称屈服行为。

关键词：铝合金各向异性拉伸-压缩不对称性屈服函数

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“三位一体”的产教融合长效机制建立与实践

现代职业教育 2024年第3期 1-4页

作者：娄燕李漓邱洪深圳大学机电与控制工程学院

针对普通高等学校产教融合过程中一系列问题，基于多赢目的，将教育链、人才链、产业链、创新链一体化，通过针对不同学生建立不同台阶模式的产教融合，探讨“三位一体”的产教融合长效机制，避免了在传统产教融合生态圈中，由于学校和... 详细信息

针对普通高等学校产教融合过程中一系列问题，基于多赢目的，将教育链、人才链、产业链、创新链一体化，通过针对不同学生建立不同台阶模式的产教融合，探讨“三位一体”的产教融合长效机制，避免了在传统产教融合生态圈中，由于学校和企业价值取向不同引起的弊端。通过增加专业实践课程，建设产教融合特色班，组建本科生创新俱乐部，以最接近企业实际项目的实践教学，让学生亲身经历企业产品制造的全生命周期。企业在最少硬核投资情况下，与学校共同培养出符合国家、社会现代化建设的创新复合型人才。

关键词：产教融合长效机制 “三位一体” 实践风险点措施

来源：博看期刊

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中轻度重金属污染农田土壤的时空特征及改良

农业环境科学学报 2024年第2期43卷 294-307页

作者：占楠彪谷端银李婷崔秀敏娄燕宏诸葛玉平土肥资源高效利用国家工程实验室/山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 山东省泰安市农科院蔬菜所山东泰安271000

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明:农田土壤中Cd、Cu、Pb、Z... 详细信息

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明:农田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属元素含量在0~20 cm土层显著高于深层土壤;棕壤0~20 cm土层Cd含量超标204%,潮土0~20 cm土层Cd、Zn含量分别超标104%、419%;农田土壤0~20 cm土层重金属有效态含量占比高于深层土壤,棕壤中重金属有效态含量占比高于潮土。棕壤0~20 cm土层全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于深层土壤,且随土壤深度增加呈逐渐减小趋势,而潮土中仅全氮、碱解氮和有效磷含量显著高于深层土壤;农田土壤速效养分随时间波动变化,其中硝态氮和铵态氮波动幅度最大,最大变异系数分别为44.1%和47.3%。受污染农田土壤的小麦植株体内Cd、Pb、Cu主要积累在叶片,Zn主要积累在籽粒;不同重金属元素从小麦茎、叶向籽粒的迁移程度差异较大,其中Cd迁移率最小,Zn迁移率最大。氮磷增效剂能显著减少棕壤中重金属有效态含量,底肥+氢醌+双氰胺+生物炭处理的有效态Cd、Cu、Pb、Zn含量较对照(仅加底肥,不加氮磷增效剂)处理分别显著降低24.7%、19.5%、23.7%、18.1%,而在潮土中施用效果不明显。研究表明,农田土壤重金属与土壤养分之间存在一定的相关性,且在土壤垂直分布上大体一致,土壤类型是氮磷增效剂对重金属有效态产生不同影响的重要因素。

关键词：棕壤潮土重金属养分有效性重金属迁移氮磷增效剂