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基于元学习的气体放电等离子体电子Boltzmann方程数值求解

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3457-3466页

作者：仲林林吴冰钰吴奇东南大学电气工程学院南京210096

在气体放电等离子体中,电子的输运行为可由Boltzmann方程精确描述,该方程的解是许多等离子体仿真模型的基础。物理信息神经网络作为一种求解Boltzmann方程的新型方法,虽克服了传统数值方法网格剖分和方程离散的缺陷,但其参数空间规模大... 详细信息

在气体放电等离子体中,电子的输运行为可由Boltzmann方程精确描述,该方程的解是许多等离子体仿真模型的基础。物理信息神经网络作为一种求解Boltzmann方程的新型方法,虽克服了传统数值方法网格剖分和方程离散的缺陷,但其参数空间规模大,在求解多任务时训练效率较低。为此,该文构建了一种基于元学习的双循环物理信息神经网络,在内循环中对多个Boltzmann方程求解任务进行优化训练,得到各任务优化后的元损失函数,用于在外循环中进行网络参数更新,从而提高网络在求解新任务时的计算效率。计算结果表明,基于元学习的双循环物理信息神经网络在求解新的Boltzmann方程时,网络损失函数值和L2误差值的下降速度均显著快于普通的物理信息神经网络。此外,该文还研究了网络容量和内循环迭代次数对Boltzmann方程多任务求解效率的影响,结果显示计算效率并不随网络容量的增大而提高,且受内循环迭代次数影响较小。

关键词：气体放电等离子体 Boltzmann方程元学习物理信息神经网络

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基于改进接触模型的类岩石材料裂纹扩展分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 146-158页

作者：丁小彬谢宇轩施钰华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 韦仕敦大学土木与环境工程学院加拿大安大略伦敦N6A 3K7

为了探究复杂应力状态下岩体内缺陷(裂隙)的扩展与贯通机理,基于三维离散元软件(PFC3D)和改进的平行黏结模型(IPBM),模拟了双轴压缩试验中含双预制裂纹类岩石材料的裂纹扩展过程。通过逼近实验试件抗压强度、抗拉强度和弹性模量的宏观... 详细信息

为了探究复杂应力状态下岩体内缺陷(裂隙)的扩展与贯通机理,基于三维离散元软件(PFC3D)和改进的平行黏结模型(IPBM),模拟了双轴压缩试验中含双预制裂纹类岩石材料的裂纹扩展过程。通过逼近实验试件抗压强度、抗拉强度和弹性模量的宏观力学参数和裂纹扩展模式,调整数值模型微观参数。针对离散元模拟中的关键预制裂隙参数与围压对裂纹萌生、扩展及贯通过程的影响进行详尽的分析,结果表明:初始裂纹通常为拉伸裂纹,而次生裂纹通常为剪切裂纹,裂隙倾角主要影响初始裂纹位置;围压抑制初始裂纹,但促进次生裂纹发展;预制裂隙间的贯通裂纹与裂隙的参数和围压密切相关;围压σc>0 MPa时,观察到两种新的剪切贯通类型(New1和New2);数值试样中微裂纹的数量主要受围压影响,与裂隙参数无明显关联;试样的裂纹起始应力、峰值应力与围压和裂隙倾角相关,与岩桥长度和岩桥倾角无关;裂纹的扩展与试样内应力分布密切相关,裂纹最先在裂隙周围的应力集中区产生。结果为后续岩石与类岩石材料的离散元模型参数校准,以及基于离散元的裂纹扩展机理研究提供了可靠参考。

关键词：类岩石材料裂纹扩展三维离散元数值模拟双轴压缩

具有多种性质的新型二维Janus家族:拉胀行为、应变可调的光催化剂、高居里温度铁磁体和压电量子反常霍尔绝缘体

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Science China Materials 2024年第4期67卷 1160-1172页

作者：刘宇王帅宇李锋钰 School of Physical Science and Technology Inner Mongolia UniversityHohhot 010021China

发现新的二维材料并探索其独特性质与潜在应用是凝聚态物理与材料科学的重要课题.在此,我们基于在实验和计算中报道的具有多种性质的新型方晶格S-XS2二维材料,通过密度泛函理论计算,确定了7种具有近似方晶格的新型二维Janus S-XSSe (X=S... 详细信息

发现新的二维材料并探索其独特性质与潜在应用是凝聚态物理与材料科学的重要课题.在此,我们基于在实验和计算中报道的具有多种性质的新型方晶格S-XS2二维材料,通过密度泛函理论计算,确定了7种具有近似方晶格的新型二维Janus S-XSSe (X=Si,Sn,V,Cr,Mo,Re和Os)单层材料.值得注意的是,S-SiSSe和S-SnSSe单层都具有拉胀行为,此外,由于具有合适的带边位置、可见光区的高效吸收系数和较大的载流子迁移率差,它们是潜在的光催化剂,而且光催化性能还可以通过改变pH值和施加双轴应变来提高.在不考虑自旋轨道耦合(SOC)时,S-VSSe,S-CrSSe和S-MoSSe是铁磁半金属,并具有较高的居里温度TC(分别为210,810和390 K).加入SOC后,S-VSSe成为量子反常霍尔(QAH)绝缘体,具有较大的带隙(45.4 meV)和一个手性边缘态(陈数C=-1).通过对半导体S-XSSe (X=Si,Sn,V)单层的对称性分析,基底面上的单轴应变只能诱发面外压电响应.其中,S-VSSe的面外压电系数d31和d32最大,分别为-0.013和0.025 pm V-1.压电性、拓扑性和铁磁性的共存使单层S-VSSe成为具有大带隙和高TC的多功能自旋电子学应用的潜在平台.我们的理论工作将给二维材料增添新家族,并有望带来更广阔的应用.

关键词：凝聚态物理高居里温度密度泛函理论计算铁磁体压电系数自旋电子学载流子迁移率基底面

基于缓存访问模式的C-AMAT测量方法及其在图计算中的应用

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计算机研究与发展 2024年第4期61卷 824-839页

作者：陈炳彰刘伟于萧钰武汉理工大学计算机与人工智能学院武汉430073 交通物联网技术湖北省重点实验室(武汉理工大学) 武汉430073

图应用是大数据领域的一个重要分支,尽管图分析在显示表示实体之间关系的能力相比传统的关系数据库具有更显著的性能优势,但图处理中大量的随机访问所导致的不规则访存模式破坏了访存的时间和空间局部性,从而对片外内存系统造成了很大... 详细信息

图应用是大数据领域的一个重要分支,尽管图分析在显示表示实体之间关系的能力相比传统的关系数据库具有更显著的性能优势,但图处理中大量的随机访问所导致的不规则访存模式破坏了访存的时间和空间局部性,从而对片外内存系统造成了很大的性能压力.因此如何正确度量图应用在内存系统中的性能,对于高效的图应用体系结构优化设计至关重要.并发式平均存储访问时间(concurrent average memory access time,C-AMAT)模型作为平均存储访问时间(average memory access time,AMAT)的扩展,同时考虑了存储器访问的局部性和并发性,能够更准确地对现代处理器下图应用在存储系统中的性能进行评估分析.但C-AMAT模型忽略了处理器下级cache层串行访问的事实,这会导致计算的不准确性,同时由于计算所需参数纯粹缺失周期等难以获取的原因,也使得C-AMAT难以进行实际应用.为了使CAMAT的计算模型与现代计算机中的存储器访问模式相匹配,基于C-AMAT提出了PC-AMAT(parallel CAMAT),SC-AMAT(serial C-AMAT),其中PC-AMAT,SC-AMAT分别从cache的并行和串行访问模式对C-AMAT的计算模型进行了细粒度的扩展和表征,并在此基础上设计并实现了纯粹缺失周期的提取算法,避免直接测量带来的巨大硬件开销.实验结果表明,在单核和多核模式下,PC-AMAT和SC-AMAT与IPC之间的相关性比C-AMAT更强,最终利用PC-AMAT和SC-AMAT度量和分析了图应用的存储器性能并据此提出图应用访存优化策略.

关键词：图应用图分析平均存储访问时间并发式平均存储访问时间纯粹缺失周期缓存

有机硅基RAFT试剂制备聚醚改性有机硅消泡剂

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精细化工 2024年第5期41卷 1043-1049页

作者：刘运钰杨伦季永新南京林业大学化学工程学院江苏南京210037 南通市晗泰化工有限公司江苏南通226000

以八甲基环四硅氧烷和巯丙基甲基二甲氧基硅烷为原料,合成了巯基硅油;再以巯基硅油、CS_(2)和2-溴代异丁酸甲酯为原料,合成了有机硅基可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂(RAFT-SSO);RAFT-SSO与甲基封端的烯丙基聚氧乙烯醚(EO)、甲基封端的... 详细信息

以八甲基环四硅氧烷和巯丙基甲基二甲氧基硅烷为原料,合成了巯基硅油;再以巯基硅油、CS_(2)和2-溴代异丁酸甲酯为原料,合成了有机硅基可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂(RAFT-SSO);RAFT-SSO与甲基封端的烯丙基聚氧乙烯醚(EO)、甲基封端的烯丙基聚氧丙烯醚(PO)采用RAFT聚合反应合成了聚醚改性有机硅消泡剂(RS-EOPO)。采用FTIR、^(1)HNMR,GPC对RS-EOPO进行了结构表征,对其消泡、抑泡、相容性进行了测试,并将RS-EOPO与进口消泡剂性能进行对比。RS-EOPO最佳合成工艺条件为RAFT-SSO相对分子质量为2000、m(EO)∶m(PO)=1∶4、m(RAFT-SSO)∶m〔醚(EO和PO)〕=1∶1.15、反应温度75℃、反应时间8 h、引发剂用量为EO(3.45 g)和PO总质量的2%。在上述条件下,RS-EOPO收率为91.8%。

关键词：消泡剂有机硅基RAFT试剂改性硅油烯丙基聚醚表面活性剂

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高性能制造:设计与制造的协同机制

机械工程学报 2024年第1期60卷 2-12页

作者：宋学官李昆鹏胡正国郭东明大连理工大学机械工程学院大连116024

高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流... 详细信息

高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流程形成了设计、制造、服役等严格的上下游关系,一定程度上了推动了多任务协作能力,提高了装备制造的效率。然而,不容忽视的事实是,这种设计、制造的单向串行模式人为割裂了设计环节与制造环节的耦合作用,在提高制造效率的同时,亦不可避免地制约了高端装备性能的进一步提升。作为高性能制造理论的重要组成部分,针对上述设计、制造之间的耦合作用,展开了进一步的讨论。首次采用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件,从数学角度定量定式的揭示了传统设计制造“不协同”的根源所在,并针对这些不足,给出串行、并行和循环模式的高性能制造解决方案和求解方法。为打破我国高端装备/零部件的高性能制造瓶颈,进一步推动我国高端装备高性能制造的发展提供了理论与技术参考。

关键词：高端装备/零部件高性能制造设计与制造协同并行模式循环模式

“事前补助”还是“成果奖励”:何种政府研发补贴政策更有助于推动颠覆性科技创新成果“问世”?

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中国软科学 2024年第8期 167-177页

作者：刘婉钰毛世平中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081

加强颠覆性科技创新是加快实现高水平科技自立自强的重要基础。在考虑不同政府研发补贴政策激励颠覆性科技创新路径差异的基础上,通过构建政府、科研院校与科创企业之间的三方演化博弈模型,探究各方主体对促进颠覆性科技创新成果产出的... 详细信息

加强颠覆性科技创新是加快实现高水平科技自立自强的重要基础。在考虑不同政府研发补贴政策激励颠覆性科技创新路径差异的基础上,通过构建政府、科研院校与科创企业之间的三方演化博弈模型,探究各方主体对促进颠覆性科技创新成果产出的决策逻辑与路径机理,并利用Matlab 2021a进行仿真分析,研究发现政府后补贴、院校重转化、企业强研发的协同治理路径为推动颠覆性科技创新成果“问世”的最优解。

关键词：研发补助模式科技创新颠覆性科技创新成果新质生产力

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中国儿童急性白血病的诊治现状及展望

中华医学杂志 2024年第27期104卷 2477-2482页

作者：杨文钰竺晓凡中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)儿童血液与肿瘤诊疗中心血液与健康全国重点实验室国家血液系统疾病临床医学研究中心细胞生态海河实验室天津医学健康研究院天津300020

急性白血病是儿童最常见的造血干细胞恶性肿瘤,位居儿童肿瘤性疾病发病率的首位,是影响儿童生长和生存的一类重大疾病。随着医疗-诊治水平不断提高、免疫治疗的广泛开展,儿童急性白血病的生存率及生活质量显著提高。近年来,我国相继成... 详细信息

急性白血病是儿童最常见的造血干细胞恶性肿瘤,位居儿童肿瘤性疾病发病率的首位,是影响儿童生长和生存的一类重大疾病。随着医疗-诊治水平不断提高、免疫治疗的广泛开展,儿童急性白血病的生存率及生活质量显著提高。近年来,我国相继成立三大儿童白血病协作组,并发表了一系列高水平研究成果。未来,着力推进儿童急性白血病诊疗规范化及同质化进程、筛选敏感残留病监测靶标、不断优化现有治疗方案、最大限度降低近/远期不良反应、探索难治/复发急性白血病最佳治疗方案、加速开展新药临床研究等,将是儿童急性白血病诊治领域的发展方向。

关键词：白血病儿童诊断和治疗现状展望

基于氢储能系统储氢压力优化的大规模储氢经济性分析

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洁净煤技术 2024年第S2期 613-617页

作者：牛天钰蒋焱中国电子工程设计院有限公司

氢气压缩机和储氢容器的设备成本超过加氢站设备投资的50%,储存压力对两者选型和系统经济性有重要影响。为满足可再生能源制氢系统经济高效储氢的需求，针对构建的系统模型研究不同储氢压力等级对氢储能系统压缩能耗和初始投资的影响，... 详细信息

氢气压缩机和储氢容器的设备成本超过加氢站设备投资的50%,储存压力对两者选型和系统经济性有重要影响。为满足可再生能源制氢系统经济高效储氢的需求，针对构建的系统模型研究不同储氢压力等级对氢储能系统压缩能耗和初始投资的影响，在3和45 MPa两个压力等级之间选定5个储氢压力等级，分别为12、17、20、25、30 MPa,综合分析后采用20 MPa作为中间级储氢压力。同时，氢储能平准化电力成本随储能容量的增大呈快速下降趋势，适用于大规模储能场景。研究发现，氢储能对电价敏感，分析认为与“电—氢—电”系统中电解水制氢工艺耗电量大且系统效率较低有关。

关键词：氢储能大规模储能储氢压力平准化电力成本