大规模数据场的并行可视化

计算机数值模拟已经成为一种主要的科学研究手段。随着计算机性能的不断提高和并行化技术的广泛使用，计算规模得到了大大的提高，不仅给数据存储带来了压力，也给数据可视化带来了挑战。可视化是—个交互的数据分析过程，当数据规模增大时，数据的读入和处理都因为数据庞大而难于实现交互，硬件性能的改进和串行算法的优化难以提供较大的性能改进空间，在目前的软硬件环境下，并行I/O和并行可视化处理是有效的解决途径。     

I掺杂金红石TiO_2(110)面的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了I掺杂金红石Ti O2(110)表面的形成能和电子结构,分析了不同掺杂位置的结构对Ti O2光催化性能的影响.计算表明,氧化环境下I最容易替代掺杂表面五配位的Ti,而还原环境下最容易替代掺杂表面的桥位氧.I替位Ti或I替位O都能降低禁带宽度,可能使Ti O2吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,其中I替位桥位氧的禁带宽度最小.吸收光谱表明,I掺杂不仅能提高Ti O2可见光响应,同时可增加紫外光的吸收能量,提高其可见光及紫外光下的光催化性能.     

铁磁-超导隧道结中粗糙界面散射对直流Josephson电流的影响

通过求解Bogoliubov—de Gennes(BdG)方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，在考虑结界面的粗糙情形下，由推广的Furusaki—Tsukada(FT)的电流公式计算了铁磁超导态／绝缘层／s波超导体(FS／I／S)结的直流Josephson电流，讨论了FS/I／S结的直流Josephson临界电流随磁交换能、温度的变化情况．研究表明：铁磁超导态中磁交换能和结界面的粗糙势垒散射均对FS／I／S结的直流Josephson电流有抑制作用．     

基于PCI总线的矩阵电路在压变温压补偿系统中的实现与应用

本文提出基于PCI总线驱动控制的矩阵电路在压力变送器温压补偿系统中应用的目的是解决现有压力变送器温压补偿系统中HART总线型工位电路数量少,整套矩阵电路缺失冗余性,以及现有电路在压力变送器产品温压补偿中实用性差、维护成本高的问题。文中阐述的矩阵电路是以PCI总线为基础,实现对PIO数字接口卡的驱动控制,完成由PCI总线上32路数字I/O到168路数字I/O的转换,并利用168路数字I/O进行继电器矩阵电路设计,实现了弱电控制强电的过程,成功有效的解决了现存压力变送器温压补偿系统中矩阵电路存在的问题。该研发成果已经应用于PDS压力变送器产品温压补偿生产线上,并且该电路的设计能够满足压力变送器生产企业的需求,而且整套电路融入系统中能够长期稳定、可靠的运行。     

用单片机内置的比较器实现RS485接口

提出了一种RS-485接口实现方法,它采用单片机内置的比较器和I/O(输入输出)驱动来实现RS-485数据收发。大量实测表明,该方法可靠性高,可省略专用的RS-485接口芯片。该技术已被应用于多个批量化产品中,取得了良好的经济效益。     

O3对甲烷／空气着火过程的影响

本文基于零维均质着火系统研究了非平衡等离子中臭氧（O3）对甲烷／空气着火过程的影响，并通过化学反应路径分析揭示了O3促进甲烷／空气着火的化学反应机理。研究结果表明，O3促进甲烷／空气着火手要是通过化学反应动力学效应来实现的，热效应的影响十分有限。在不添加O3时，甲基的氧化速率缓慢，从而导致甲烷／空气不易着火；在添加O3...     

CuPc／InP（O／I）异质结的电学特性及其引起的Raman效应

本文首次报导了ＣｕＰｃ／ＩｎＰ，Ｈ２Ｐｃ／ＩｎＰ（Ｏ／Ｉ）异质结的整流（Ｊ－Ｖ）特性和电容电压（Ｃ－Ｖ）特性，并研究了Ｏ／Ｉ界面态对ＣｕＰｔ ＬＢ膜Ｒａｍａｎ光谱的影响，这种影响导致了ＣｕＰｃ ＬＢ膜分子产生了新的正则振动模。     

基于CPLD和单片机的多光谱数字相机下位机设计

介绍一种基于单片机和CPLD结合的多光谱CCD相机下位机系统的设计实现.利用CPLD扩展多光谱相机下位机的输出控制端口.分别用图形输入法和VHDL硬件编程语言作为CPLD的输入方式,使之成为一个多用途I/O端口扩展芯片,既简化了电路设计,减小了电路尺寸,降低了电路功耗,又便于修改配置,非常适合于多光谱遥感相机下位机系统应用.     

某型导弹模拟训练系统的设计

利用实装进行导弹培训 ,耗费巨大 ,普及速度慢 ,为替代实装 ,低成本完成某型导弹的对接分解、测试等训练任务 ,设计了该型导弹的模拟训练系统。系统以工控机为核心 ,以显示器模拟仪器的显示面板 ,利用VC + +进行编程 ,通过I/O接口对模拟实装进行控制 ,从而达到对实装系统的外观、测试过程、测试声音等的模拟。系统采用了多显示器系统、多线程编程、步进电机控制等新技术 ,有效降低了开发成本。经试用 ,系统可圆满完成该型导弹的各项训练任务 ,实用性强 ,有很高的推广应用价值。     

过氧化氢酶同银(I)离子作用的研究

用FT－IR、Raman和UV／Vis光谱法考察了过氧化氢酶同银（I）离子的相互作用。结果表明，过氧化氢酶可与Ag（I）离子反应生成棕黄色的物种，其特征吸收带在酰胺带Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和υc-s区域，且反应性随温度的升高而加强，当反应温度固定时，则随反应时间的增加而加强。在碱性介质中比在酸性介质中反应更加强烈。对反应原始状态的分析表明，过氧化氢酶同银（I）离子的反应是一个自动催化过程。     

HDF5软件技术分析

随着高性能计算能力的增强，科学数值模拟程序产生的数据规模越来越大。发展相对比较缓慢的I／O和科学计算速度的提高相比，越来越难以满足高性能I／O的需求。为了有效利用现有硬件资源、挖掘其潜在能力、获得可扩展I／O能力，美国伊利诺伊大学国家超级计算应用中心(NCSA)与美国三大核武器国家实验室(LLNL、LANL、SNL)合作设计并开发出新一代高性能数据输入输出软件——HDF5。     

一个用简单物理模型构建的加密系统

一些简单的物理模型可产生复杂的行为,并有很强的逻辑表达能力.基于旋转元器件和格子气两个物理模型设计了一个加密系统,具有可逆、并行、简单、高效的特性.实验结果证实该系统具有良好的随机性和敏感性.研究结果表明,采用简单物理模型构建加密系统是一种很有潜力的方法. 关键词： 物理模型 加密系统 并行 效率     

脉冲电流法测量YBa2Cu3O7-δ薄膜的I-V性质

本文利用脉冲电流法对YBa2Cu3O7－δ薄膜样品的I－V特性进行了测量，并通过对样品电阻引起的热效应的定量分析，获得了理想的无热效庆的I－V特性曲线。这就为高温超导体磁通过通动力学的研究提供了准确的实验基础。     

豚鼠耳蜗电位幅度“重振”现象的实验观察

用胞内记录方法通过对豚鼠耳蜗第三圈记录白噪声暴露前后外毛细胞（OHC）胞内交流感受器电位，中阶记录胞外交流感受器电位（CM），以及圆窗龛处听神经复合动作电位（CAP）及其各自输入-输出函数曲线（I／O）结果提示，噪声暴露前OHC的交流感受器电位和CM的I／O曲线为一具有饱和状态的典型非线性特点，CAP的I／O则为具有低段“平台”和高段的非线性特点，噪声暴露后，CAP阈移10dB），OHC交流感受器电位、CM的I／O非线性特点减弱，线性化增强，CAP的I／O曲线“平台”基本消失，幅度增长率提高．讨论了此现象发生机理可能是OHC的主动反馈（Activefeedback－AF）受损，除增益减小（即听力下降），其交流感受器电位非线性增长功能线性化，使之决定强度编码的基底膜运动也线性化，导致输入的反应（CAP）也线性化．     

^127I的核新能级纲图

利用^124Sn(^7Li,4n)^127I反应研究了^127I核的在束γ谱，建立了包括25个新能级和52条新γ射线构成的新能级纲图。将基于πh11/2粒子态（11／2^-)的负宇称能级推高到（35／2^-)，在较重的^127I中得到了退耦合能级结构，由于在两个正宇称带△I＝2能级系列中观测到了强的带间跃迁，建议此带的主要成分为g7/2质子的组态，另外还观测到了两个正宇称△I＝2和△I＝1能级系列，它们可能基于πd5／2的单准粒子带和一个3准粒子带。     

高功率微波系统仿真数据管理支撑技术

针对目前高功率微波系统仿真平台产生大规模复杂结构时变数据场,提出了新的数据存储与处理需求,而现有数据管理方法难以提供平台所需要的数据存取与分析能力。为此,通过研究科学数据表示、元数据管理、高效I/O、并行处理和快速选择等关键技术,集成应用成果并研制自主产权的科学数据管理软件,实现了高功率微波系统仿真实验数据的高效存储、组织与管理,对于方便平台子系统间的数据交换、提升数据存取效率及研究关键物理问题起到了很好的支撑作用。     

4 MeV直线感应加速器控制系统设计与实现

 设计了以淬发方式产生强流电子的4 MeV 直线感应加速器的基于局域网的分布式控制系统。介绍了应用FP2000分布式I/O系统和可编程序电源的硬件体系结构,阐述了在Labwindows/CVI平台上基于DataSocket服务器作为数据传输媒介的分布式系统实现方法。对系统开发中出现的DataSocket服务器数据丢失,因数据项数量庞大而带来应用程序的结构和逻辑关系难于把握两点不足,提出了对数据项进行抽象和综合,应用数据字典描述数据项,充分考虑可靠性和快速响应之间的关系,合理使用数据项的属性等有效的实现办法。     

MC程序并行设计及提高加速比措施

MC程序的并行设计涉及算法及模块划分,它直接关系到并行加速效率的高低,中子－γ耦合输运蒙特卡罗程序MCNP经过行改造,实现了PVM和MPI两种系统下的并行化,由于作了模块化设计,并行加速效率极佳,PVM版和MPI版并行程序在多个处理器下的加速比均呈线性增长,相比PVM,MPI的适应性列强,多数情况下其效率高于OPVM,并行MCNP程序的计算结果可靠,MPI并行程序在16、32和64个处理器上的并行效率分别达到99％、97％和89％。     

Y2O3:Ho/Yb纳米晶的上转换发光性质

采用燃烧法制备了不同尺寸和不同掺杂浓度的Y2O3：Ho／Yb纳米晶,并系统地研究了颗粒尺寸对Y2O3：Ho／Yb纳米晶发光性质的影响。研究发现,随着尺寸的减小,发射强度和荧光分支比均发生了显著变化,Ho^3 的整体发射强度降低,但5^F5→^5I8的红光发射比^5S2(^5F4)→^5I8的绿光发射的荧光分支比增强。尺寸减小,表面原子更易吸附空气中的水和二氧化碳,引入一些较大的振动模式,从而增大了无辐射跃迁的速率,荧光分支比随尺寸的变化被归因于表面效应引起的无辐射弛豫过程^5S2(^5F4)→^5F5和^5I6→^5I7的增强。     

基于阳离子表面活性剂缔合微粒共振瑞利散射光谱法测定痕量O_3

以pH 4.0HAC-NaAC缓冲溶液为介质,用硼酸碘化钾溶液(BKI)作为O3吸收剂。O3将I-氧化生成为I2,溶液中过量的I-与I2又可形成I-3,有阳离子表面活性剂(CS)如氯代十六烷基吡啶(CPCl),溴代十四烷基吡啶(TPB),十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB),十四烷基苄基二甲基氯化铵(TDMAC)存在时,CS与I-3形成稳定的(CS-I3)n缔合微粒,在470nm处有一个较强的共振瑞利散射峰(RRS),随着O3浓度的增大,体系中的I-3增多,I-3与CS形成的(CS-I3)n缔合微粒越多,470nm处的RRS强度I增强,O3浓度与其增强值ΔI成线性关系,各体系的线性范围分别为15~50,50~100,5~25,1~50μmol·L-1,回归方程分别为ΔI=8.81c-4.01,ΔI=5.44c-3.11,ΔI=15.39c-1.55,ΔI=16.88c+0.51,检出限分别为4.9,12,2.85,0.56μmol·L-1 O3。实验考察了共存物质的影响,当O3浓度为2.5×10-6 mol·L-1,相对误差在±10%内时,4.0×10-5 mol·L-1 Hg2+,8.7×10-5 mol·L-1 Fe3+,5.0×10-5 mol·L-1 Ca2+,2.5×10-5mol·L-1 Zn2+和Cu2+,2.8×10-6 mol·L-1 Pb2+和Cr3+,4.2×10-5 mol·L-1 Mg2+,Mn2+和Ba2+对体系的测定无干扰。说明该方法具有良好的选择性。选用TDMAC体系检测空气中的O3,结果令人满意。采用激光散射技术研究了(TDMAC-I3)n缔合微粒体系的粒径分布。当通入O3后,过量KI与O3反应形成I-3,I-3与TDMAC反应生成(TDMAC-I3)n缔合微粒,其粒径集中分布在1 106~3 091nm之间。