海量数据驱动下的高分辨率海洋数值模式发展与展望

海洋数值模式是定量描述海洋物理现象及其变化的数值模型,也是海洋与气候研究、预测的核心工具。随着海洋观测的不断投入与积累、对海洋认识的不断深入,特别是在高性能计算技术的支撑下,海洋数值模式已有了长足进步,正朝着高分辨率和多物理过程的方向发展。随着分辨率的提高、物理过程的细化,海洋数值模式的发展面临着多个方面的挑战。当前,海洋数据数量和种类不断增多,同时超级计算机、高性能计算和深度学习等技术的快速发展,为海洋数值模式的突破提供了机遇与挑战。本研究回顾了海洋数值模式的发展现状,梳理和分析了其发展中遇到的大规模高效并行计算和参数优化这两个关键问题,探讨和展望了当前海量数据驱动下海洋数值模式的发展趋势。提出计算负载均衡、计算与I/O重叠的并行流水线设计以及降低全局交换的算法改进是当前突破高分辨率海洋模式大规模高效并行效率的关键。从海洋科学、高性能计算以及深度学习深度交叉融合的角度,提出了实现海洋科学与深度学习相结合的6个途径,在此基础上,探讨了基于深度学习的参数化优化可能实现的途径。     

铬酸中和法去除铬酸钠电解液中硅的实验研究

基础原料铬酸钠的质量直接影响后续系列铬盐产品的品质。电化学氧化技术获得的铬酸钠电解液中可溶性硅在后期系列铬酸盐的制备过程中无法从自体系中去除,会残留在最终产品中进而影响后续铬盐产品的质量。为提高以铬酸钠电解液为原料制备的三氧化二铬产品品质,研究了以铬酸为酸化剂,调节铬酸钠电解液pH去除硅的方法。结果表明,优化反应条件:铬酸钠电解液pH=8,反应温度30℃,反应时间16 h,搅拌速度300 rpm。在此条件下,铬酸钠电解液中二氧化硅浓度降至200 mg/L以下。以除硅后的铬酸钠电解液为原料制备的三氧化二铬纯度达99.43%,满足颜料级三氧化二铬纯度要求(≥99.00%)。     

硬X射线相位光栅的设计与研制

针对在普通实验室和医院实现40—100 keV X射线相衬成像的需求,考虑到成像系统参数、X射线源空间相干特性及光栅衍射效率,设计出硅基相位光栅结构参数.利用我们已发展的光助电化学刻蚀技术研制出直径为5英寸的相位光栅,其空间周期为5.6 μm,线宽为2.8 μm,深度为40—70 μm.在理论分析的基础上,通过提高硅片两端有效工作电压和修正Lehmann电流密度公式,解决了实际刻蚀过程中出现的钻蚀问题.由实验结果可知,本方案对制作大面积高精度相位光栅十分有效.     

极端顶点法制备碳酸钙超疏水涂层

目前,超疏水涂层存在着制备成本高、工艺复杂和环境污染等问题,阻碍了其工程化应用进程。文章以 CaCO3晶须及其纳米粒子为填料,水性苯丙乳液为粘结剂,以及硬脂酸锌为疏水改性剂制备超疏水涂层。首先采用油酸对 CaCO3晶须及其纳米粒子进行表面改性,然后基于极端顶点设计将改性后的 CaCO3晶须、改性后的纳米 CaCO3、苯丙乳液和硬脂酸锌为混合分量进行混料实验,以涂层接触角为响应变量建立回归模型,分析混合分量对接触角的影响。结果表明:采用不同形貌的 CaCO3粉体复合苯丙乳液可制备出超疏水涂层,在纳米 CaCO3与硬脂酸锌混合分量较高, CaCO3晶须混合分量较低以及苯丙乳液适中的区域,接触角可达 153.5°。通过表面形貌分析,涂层的黏附性与其表面的孔洞有关,而较高的纳米 CaCO3混合分量可降低涂层表面粗糙度,促进其超疏水性能。     

某核电厂应急通道桥梁地震响应分析

某核电厂为满足建设、运营及特殊情况下的应急需求,拟建应急通道桥,其抗震安全十分重要。本文介绍了考虑桥-桩-地基的三维整体精细化模型的有限元动力时程分析方法,计算桥梁在SL-1(运行安全地震动)和SL-2(极限安全地震动)地震作用下地基典型断面、T梁以及墩柱的动力响应。结果表明该方法能直接处理土的非线性问题以及方便的考虑地基辐射阻尼作用,同时可以精细模拟T梁和盖梁间的支座接触。三维计算采用自主开发的GEODYNA高性能软件平台,计算效率较高。该方法可为核电厂桥梁抗震设计提供参考。     

怎样利用Internet发收E-mail电子邮件

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ（国际互联网）是信息革命的灵魂,它可以为用户提供多种服务,如文件传递、远程登录;它的虚拟专网服务是利用隧道传输技术和加密技术,为政府和企事业单位组建具有独立网管的虚拟网。随着网络的宽带化和高速化,Ｉｎｔｅｒｎｅｔ还将提供多项多媒体服务。本文以５８６ＰＣ机,Ｗｉｎ９５环境,Ｍｏｄｅｍ,Ｐｈｏｎｅｌｉｎｅ等硬件已连接为标准,介绍怎样上网发送和接收Ｅ－ｍａｉｌ电子邮件。１　拨号上网应用Ｗｉｎ９５自带的拨号软件,按下桌面左下角的Ｓｔａｒｔ键选Ｓｅｔｔｉｎｇｓ,再选控制面板,开始对Ｎｅｔｗ…     

长江流域稻田生态系统的水分和养分转换过程

田间模拟施肥进步和灌溉模式的定位试验在中国科学院桃源农业生态试验站进行。结果表明施肥制度和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化过程和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg,而NP或NPK配施养分总的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg;有机物料循环的增产率为56.8%,在有机物料循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达到80.1%;化肥应用的进步可使水稻产量增长62.5%或通过施肥实现的水稻产量中由于化肥应用所占的贡献份额为38.4%,有机无机肥配合水稻产量增长80.1%,或通过施肥达到的产量中有机无机肥配合所占的份额为44.4%。本区双季稻年灌溉需水量为5838 m³/hm²,年变异C.V = 8.3%。晚稻灌溉占全年的71%,7~9月是灌溉需水高峰期,占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比)：生物量3.67 kg/m³,精谷量1.48 kg/m³。常规管理田间水分分配为：蒸散占1/2,翻耕整地占1/6,植物构成占1/21,田间渗漏占1/14,其它环境耗水 (维持) 占1/5。耕灌雨养管理翻耕整地和田间渗漏比例过高。不同灌溉处理试验表明：双季稻生产的灌溉,以早稻保持水层灌溉,晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。     

长江中游动床阻力计算

动床阻力计算是水沙数学模型中的重要研究内容。三峡工程运用后，进入长江中游河段的沙量剧减引起河床冲刷及床沙粗化，导致动床阻力的变化特点更复杂，有必要研究长江中游动床阻力的计算方法。采用长江中游枝城、沙市及汉口等5个水文站2001—2012年的1 266组实测数据，选取弗劳德数（Fr）和相对水深（h/D₅₀）作为动床阻力计算的主要影响因子，建立基于水流能态分区的动床阻力公式并利用多元非线性回归的方法率定相关参数，采用长江中游上述5个水文站2013—2017年的651组实测数据对公式进行验证。结果表明:①长江中游的动床阻力主要处于低能态区和过渡区；②基于水流能态分区动床阻力公式的计算精度明显高于现有阻力公式，决定系数（R2）约为0.89，阻力系数n的计算偏差小于±30%的数据达97.7%。     

碧口火山岩系地球化学特征及Sr-Nd-Pb同位素组成——晋宁期扬子北缘裂解的证据

碧口火山岩系的形成环境及构造属性是解决扬子板块前寒武纪构造格局与演化的关键问题之一.最新的研究发现,碧口火山岩系含有洋中脊玄武岩、洋岛碱性玄武岩、洋岛拉斑玄武岩等几种残余洋壳的组成单元以及与大洋俯冲有关的弧火山岩体系.总体上各岩石组成单元之间呈构造接触,表明碧口火山岩系为一蛇绿混杂岩带,结合已有研究资料,暗示新元古代晋宁造山运动晚期扬子陆块北缘曾经发育并存在过一个古洋盆.同时,其同位素地球化学显示Dupal异常,表明洋盆可能发育于南半球位置,并且火山岩地幔源区可能受俯冲板片相变脱水作用而具有EMⅠ和EMⅡ富集端员成分.综合现有岩石地球化学资料,新元古代晋宁期碧口蛇绿混杂岩系代表了当时扬子板块北缘一个局部裂解事件.     

基于CERN的中国大气降水同位素观测网络

大气降水是水循环的输入项,也是指示气候变化的关键因子.稳定同位素18O、D和放射性同位素T作为水分子的组成要素,是描述水循环演化历史信息的理想天然示踪剂.对降水中氢氧同位素进行系统的观测将有助于明确全球及各局地水循环机制及大气环流模式.首先回顾与评述了全球大气降水同位素网络(GNIP)的发展历程及研究现状,同时,指出中国大气降水同位素观测与研究的不足之处,在此基础上,提出以中国生态系统研究网络(CERN)为基础,建立中国大气降水同位素观测网络(CHNIP),并对该网络的主要内容、特点及初步成果等进行了介绍.