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基于异构系统的多级并行稀疏张量向量乘算法

计算机学报 2024年第2期47卷 441-455页

作者：陈玥丹肖国庆阳王东金纪勇龙军李肯立中南大学大数据研究院湖南大学深圳研究院湖南大学信息科学与工程学院国家超级计算长沙中心之江实验室基础理论研究院—应用数学与机器智能研究中心

张量在许多实际应用中被用来表示大规模、多源、高维、多模态的数据.稀疏张量分解作为挖掘数据中隐藏信息的有效方法之一，已被广泛应用于机器学习、文本分析、生物医疗等研究领域中.稀疏张量向量乘(Sparse Tensor-VectorMultiplication... 详细信息

张量在许多实际应用中被用来表示大规模、多源、高维、多模态的数据.稀疏张量分解作为挖掘数据中隐藏信息的有效方法之一，已被广泛应用于机器学习、文本分析、生物医疗等研究领域中.稀疏张量向量乘(Sparse Tensor-VectorMultiplication,SpTV)是张量分解中最基础、耗时最多的运算之一.为加速大数据和人工智能相关应用的运行效率，本文提出了基于CPU-GPU异构结构的多级并行SpTV加速算法.首先，为了将SpTV运算映射到混合、多级并行的分布式CPU-GPU异构多/众核构架，本文设计了一种多维并行SpTV划分方法，采用面向节点级并行的N-1维张量划分和面向GPU线程级并行的矩阵划分，充分利用计算节点间和节点内的多级并行计算能力.其次，设计了一种基于稀疏张量纤维的压缩存储格式，压缩稀疏张量的内存占用，优化SpTV运算的计算和访存模式.最后，提出了基于多流并行的异构高效SpTV算法，进一步设计了稀疏张量的细粒度划分方法、多流并行运行机制和基于张量块排序的多流并行优化技术，实现了SpTV运算中通信开销和计算开销的相互重叠与隐藏.实验结果表明，与相关工作aeSpTV相比，所提出的SpTV算法在所有测试数据集上最高能够获得3.28倍的加速比.

关键词： CPU-GPU 异构并行计算多级并行稀疏张量张量运算

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面向超级计算机系统的可视化综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 321-335页

作者：吕斐陈长建张嘉鹏冯冼唐卓湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 湖南省气象信息中心长沙410118

随着科技飞速发展,超级计算机系统不断向着更大规模迈进,给系统使用和维护带来困难.可视化技术以直观易懂的方式展示超级计算机系统的运行状态、异常情况等,让用户更加深入地理解系统内部运行机制,有助于更好地使用和优化系统.通过文献... 详细信息

随着科技飞速发展,超级计算机系统不断向着更大规模迈进,给系统使用和维护带来困难.可视化技术以直观易懂的方式展示超级计算机系统的运行状态、异常情况等,让用户更加深入地理解系统内部运行机制,有助于更好地使用和优化系统.通过文献调研,分析了超级计算机系统可视化的相关工作,并根据系统使用流程将其分为状态监控、性能优化和系统维护3个方面.分析表明,可视化在状态监控方面可帮助分析系统运行时内部进程和数据的状态;在性能优化方面可帮助定位性能瓶颈并优化;在系统维护方面可帮助发现运行异常以及对异常溯源.最后,详细阐述了未来超级计算机系统可视化在大规模数据处理、全局优化、下游任务迁移等方向上面临的机遇和挑战.

关键词：超级计算机可视化状态监控性能优化系统维护

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淤浆法工艺的小中空专用树脂的性能研究

塑料科技 2024年第9期52卷 85-88页

作者：杨世元邸麟婷秦晨元王文英魏福庆许惠芳中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心甘肃兰州730060

实验以钛系催化剂生产的小中空聚乙烯5831D、BL3和BM593三种高密度聚乙烯(HDPE)为原料,结合三釜串联、双釜串联以及双环管的3种不同装置工艺特点进行深入研究。首先,通过对5831D、BL3和BM593的物性分析,探讨它们在不同装置工艺下的聚合... 详细信息

实验以钛系催化剂生产的小中空聚乙烯5831D、BL3和BM593三种高密度聚乙烯(HDPE)为原料,结合三釜串联、双釜串联以及双环管的3种不同装置工艺特点进行深入研究。首先,通过对5831D、BL3和BM593的物性分析,探讨它们在不同装置工艺下的聚合性能和产物特性差异。其次,采用差示扫描量热仪、毛细管流变仪等对3种原料进行表征对比分析。研究发现,不同装置生产的HDPE在分子结构、分子量分布、熔融性能等方面存在差异。三釜串联的5831D相较于双釜串联的BL3具有更低的熔体流动速率(MFR),但分子结构较为复杂,有助于提高产品的Mw。不同反应器的产品分子量分布也不同,三釜反应器的分布更宽,更利于加工。此外,研究还涉及产品的熔融性能、结晶性能、热力学特性、剪切变黏稠等方面的测试和分析。通过系统性的实验和分析揭示了这3种工艺在小中空聚乙烯生产中的优劣势。研究结果不仅对小中空聚乙烯的生产工艺优化具有指导意义,同时也为理解HDPE的合成机理提供了有益的信息。

关键词：釜式工艺环管工艺流变性能高密度聚乙烯

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生物化工行业现状及发展趋势

当代石油石化 2024年第6期32卷 1-6页

作者：张松臣孙楠中国化工信息中心中国石油化工循环经济研究院北京100029

生物化工行业作为新质生产力的重要组成部分,越来越多地受到政策端和产业端关注。“十四五”以来,在生物经济相关政策的直接推动下,我国生物基化工品产业快速发展,部分产品已形成了一定的产业规模。文章选取布局生物基化工品的国内外企... 详细信息

生物化工行业作为新质生产力的重要组成部分,越来越多地受到政策端和产业端关注。“十四五”以来,在生物经济相关政策的直接推动下,我国生物基化工品产业快速发展,部分产品已形成了一定的产业规模。文章选取布局生物基化工品的国内外企业进行重点研究,分别对产品型企业、平台型企业、大型化工企业转型及其他企业转型进入生物基化工领域的四大类企业产品布局和战略发展方向进行全面分析,为计划进入生物基化工产业的企业提供决策参考。

关键词：生物化工合成生物学发酵工程生物燃料生物材料

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战略性矿产概念和矿种目录的国际比较研究

中南大学学报（社会科学版） 2024年第1期30卷 87-98页

作者：陈从喜张雅丽孙春强曹庭语自然资源部信息中心北京100812 中南大学地方治理研究院湖南长沙410083

在复杂严峻的国际形势和地缘政治背景下,战略性矿产成为大国关注的焦点。明晰不同国家或地区关于战略性矿产的定义、内涵和种类,对于及时有效应对和降低风险有重要意义。研究发现,因背景和出发点不同,世界主要国家或地区对具有重要意义... 详细信息

在复杂严峻的国际形势和地缘政治背景下,战略性矿产成为大国关注的焦点。明晰不同国家或地区关于战略性矿产的定义、内涵和种类,对于及时有效应对和降低风险有重要意义。研究发现,因背景和出发点不同,世界主要国家或地区对具有重要意义的特殊矿产所赋予的名称和内涵有所不同。中国和俄罗斯的战略性矿产内涵最为接近,均同时关注国家安全和经济发展,是一个全局性、地域性概念。美国、欧盟、澳大利亚、加拿大定义的关键矿产或关键原材料更加关注矿产资源对新技术和新兴产业的支撑作用,日本定义的重要矿产则强调对高尖端产业的支撑作用和对低碳转型的推动作用。不同国家或地区战略性矿产的评估方法也存在差异,但矿种目录均已形成相对固定的更新机制和周期。鉴于此,提出政策建议:中国需完善战略性矿产目录的更新机制,确保战略性矿产目录科学、及时和有效;增强战略性矿产的勘查和储备力度,提升国内供应能力;加强科技创新,重点研发高端矿物材料;加强国际合作,重构全球矿业治理体系。

关键词：战略性矿产资源安全评估方法矿业治理

在过渡金属催化剂上的C―C键断裂以实现生物质的升级

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物理化学学报 2024年第4期40卷 89-106页

作者：卢卓然李圣凯逯宇轩王双印邹雨芹湖南大学化学与化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室教育部先进催化工程研究中心长沙410082 湖南大学深圳研究院广东深圳518057 吉首大学化学与化学工程学院湖南吉首416000

将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必... 详细信息

将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必然趋势。用于生物质转化的传统热化学催化方法通常需要高温、高压等恶劣条件,甚至还需要外部氢或氧源。相比之下,在相对温和的条件下进行的生物质有机分子电催化转化为生产高价值化学品提供了一种绿色高效的策略。特别是,通过C―C键裂解将生物质衍生的分子转化为高价值的短链化学品至关重要。近年来,大量的研究证明过渡金属(TM)电催化剂由于其丰富的三维电子结构和独特的eg轨道增强了过渡金属-氧之间的共价键合,从而在有机物的C―C键断裂中起着至关重要的作用。此外,TM电催化剂的配位环境或电子结构会影响产物的选择性。毫无疑问,明确的反应活性位点和途径有助于深入理解催化剂结构与反应活性之间的构效关系。然而,TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子的C―C键裂解反应用于生物质升级的研究目前尚处于起步阶段,其反应机理和催化反应过程尚不清楚。因此,有必要在原子水平上系统地了解电催化剂在C―C键裂解过程中的作用。在本综述中,我们首先依次介绍了广泛研究的TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子(包括甘油、环己醇、木质素和糠醛)的C―C键裂解反应,并给出了一些典型的例子和相应的反应途径。然后,系统回顾了过渡金属化合物催化C―C键裂解的反应机理,揭示了界面行为,并构建了TM电催化剂的结构与裂解反应活性之间的构效关系。最后,我们简要总结了上述内容,并强调了在TM电催化剂上研究C―C键裂解的挑战和展望。我们期望这项工作可以为生物质的可控转化和合理设计C―C键裂解的TM电催化剂提供指导。

关键词：电催化生物质升级 C―C键断裂电催化过渡金属催化剂

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深耕行业,笃行不怠

电池 2024年第1期54卷 1-2页

作者：李胜全国电池工业信息中心湖南轻工研究院有限责任公司《电池》编辑部湖南长沙410015

第九届《电池》编委会会议于2023年11月在江苏南京召开。《电池》编辑部在会上会下一直在思考,如何为电池行业的进步奉献更大的力量。认为:要保持较高的学术水准;要将产业界、学术界及研究界联系在一起;要开阔眼界、融合发展;要借助来... 详细信息

第九届《电池》编委会会议于2023年11月在江苏南京召开。《电池》编辑部在会上会下一直在思考,如何为电池行业的进步奉献更大的力量。认为:要保持较高的学术水准;要将产业界、学术界及研究界联系在一起;要开阔眼界、融合发展;要借助来自行业的外部力量;也要不断学习、不断提升工作效率。

关键词：《电池》科技期刊融合发展一流期刊编辑学术传播

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循环经济助力石油化工行业绿色低碳转型

中国石化 2024年第3期 53-55页

作者：孙楠庞立葳中国化工信息中心中国石油化工循环经济研究院

在明确的政策支持下,去年“塑料循环利用”成为热点行业,同时“生物基化工”作为减碳的重要手段受到国内外一致关注在全球各国一系列与塑料污染治理和生物基化工品两大循环经济议题相关政策的推动下,各国石油化工行业的领军企业纷纷从... 详细信息

在明确的政策支持下,去年“塑料循环利用”成为热点行业,同时“生物基化工”作为减碳的重要手段受到国内外一致关注在全球各国一系列与塑料污染治理和生物基化工品两大循环经济议题相关政策的推动下,各国石油化工行业的领军企业纷纷从不同角度和环节切入以上两个领域。

关键词：石油化工行业热点行业化工品循环利用生物基领军企业绿色低碳转型两大循环

基于特征光谱参数的叶片和冠层尺度茶多酚含量估算

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 814-820页

作者：段丹丹刘仲华赵春江赵钰王凡湖南农业大学园艺学院湖南长沙410128 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097

茶多酚具有很强的生理活性和抗氧化性,是茶品质的重要属性之一。相比传统茶多酚含量的测定方法,遥感技术监测茶多酚含量具有高效、精确及实时的优势,但如何利用遥感数据监测不同时期的茶多酚含量研究较少。该研究以广东省英德市的5个茶... 详细信息

茶多酚具有很强的生理活性和抗氧化性,是茶品质的重要属性之一。相比传统茶多酚含量的测定方法,遥感技术监测茶多酚含量具有高效、精确及实时的优势,但如何利用遥感数据监测不同时期的茶多酚含量研究较少。该研究以广东省英德市的5个茶园的茶叶为研究对象,对春茶、夏茶和秋茶的叶片与冠层两个尺度的茶多酚含量及对应高光谱数据进行测定,利用标准正态变量变换(SNV)对叶片和冠层的高光谱反射率数据进行预处理;然后,分别采用连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权采样算法(CARS)筛选不同生长季节叶片和冠层两个尺度茶多酚的敏感波段;最后,通过偏最小二乘法(PLS)、随机森林(RF)和多元线性回归(MLR)分别构建不同时期的茶多酚含量模型并进行验证。结果表明:(1)茶多酚的含量随着季节推移显著增加,春茶茶多酚含量(15.37%)最低,夏茶茶多酚含量次之(18.29%),秋茶茶多酚含量(秋茶20.77%)最高;(2)不同敏感波段筛选的茶多酚含量的光谱特征波段主要为2100~2200 nm附近、1300~1400 nm附近、红波-红边波段及绿波段;(3)基于春茶、夏茶和秋茶冠层光谱特征构建的茶多酚模型中CARS-PLS、SPA-MLR和CARS-PLS模型精度最高,建模集R2分别为0.56、0.45和0.52,RMSE分别为1.15、1.68和1.77;验证集R2分别为0.43、0.40和0.41,RMSE分别为1.60、1.91和1.91;基于春茶、夏茶和秋茶冠层叶片光谱特征构建的茶多酚模型中SPA-PLS、CARS-PLS和SPA-MLR模型精度最高,建模集R2分别为0.50、0.42和0.42,RMSE分别为1.25、1.70和1.66;验证集R2分别为0.43、0.36和0.38,RMSE分别为1.44、1.96和2.49。研究结果表明,基于遥感数据进行不同季节的叶片和冠层两个尺度的茶多酚含量估算是可行的,在大面积实时监测茶品质特征方面具有较大的潜力。

关键词：茶多酚高光谱偏最小二乘法随机森林多元线性回归