ChatGPT在计算结构力学领域的应用初探与浅析

OpenAI开发的人工智能聊天机器人ChatGPT自发布以来,受到了社会各界的广泛关注。凭借卓越的分析计算能力和良好的开放性,该模型已作为一种全新服务信息检索和问题解决的助手。平面桁架结构作为结构力学中的常见结构,在工程实践中通常采用刚度法编写计算程序;然而,初学者或缺乏力学背景的研究人员难以高质量地快速完成编程任务。本文首先简要介绍了ChatGPT的原理及应用,然后以使用ChatGPT快速生成平面桁架计算程序为例,探索并展示了ChatGPT辅助完成计算结构力学程序编制的卓越性能与具体使用方法,最后讨论了以ChatGPT为代表的生成式人工智能在计算结构力学程序开发中的应用和挑战。     

基于遗传算法的中央空调水系统变流量节能优化研究

针对目前中央空调系统能耗占建筑总能耗比例较高,在工频运行模式下能源浪费严重的问题,通过辨识压缩机、冷冻水泵、冷却水泵的运行数学模型,以冷负荷需求为约束,建立遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化模型,找到不同负荷率下系统能效比最高的频率匹配方式。将优化结果于实验台进行验证,与工频运行结果进行比较,系统平均能效比提高53.6%,平均节能率为35.95%。     

基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器研究

基于荧光共振能量转移的原理,以修饰于核酸适体上的FAM作为能量供体,以氧化石墨烯作为能量受体,构建了荧光适体传感器,分别对不同浓度的胰岛素和多巴胺进行检测.结果表明,胰岛素的线性检测范围为0.05~10μmol/L,多巴胺的线性检测范围为1~500μmol/L,当胰岛素和多巴胺检测浓度相同时,胰岛素检测信号远强于多巴胺.对胰岛素和多巴胺分别进行特异性实验,发现该传感器对胰岛素和多巴胺有较强的特异性.说明基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器不仅可实现多种物质的微量检测,还具有较强的选择性,在生物和医药检测领域应用前景广阔.     

天青石的等温状态方程和拉曼振动研究

利用金刚石对顶砧（DAC）装置产生高压,在室温下、0～32 GPa压力范围,对天青石（SrSO4）进行了原位高压X射线衍射和拉曼光谱研究. 根据高压X射线衍射的数据,测定了天青石的等温状态方程,得到天青石的零压体弹模量KT0＝83GPa（K'T0＝4）, 在所研究压力范围内没有观察到相变的发生. 高压拉曼光谱的数据显示,在5GPa左右,SO4四面体弯曲振动峰发生劈裂,这是由SO4四面体畸变引起的;同时,所有的拉曼振动峰都随着压力的增加而增加, 并且,高频模的平均压力导数要高于低频模的,根据以上数据获得了模格林奈森参数.     

粗糙表面对非定常冲击射流传热的影响

利用在射流驻点周围设置不同高度的圆环来模拟粗糙表面,进行非定常射流冲击换热的实验研究.非定常射流由一个特殊的质量流量控制装置产生,波形和频率可调.采用高度分别为1 mm,2 mm和3 mm的圆环,研究发现环高h=3 mm时,冲击射流流场发生了实质性的改变.对于流动形态没有发生实质改变的粗糙表面,在稳定射流冲击下,传热特性没有质的变化.然而,非定常射流冲击粗糙表面时,与其冲击光滑平板相比,传热特征有很大不同,传热强化系数总体上是削弱了,随着圆环高度的增加更为明显.     

考虑空气柱的水力旋流器内流场的数值模拟

对水力旋流器内流场进行了数值模拟.旋流器内液相和气相的湍流模拟采用了雷诺应力模型(RSM),边界条件采用速度进口、压力出口.在同一工况下选用三维模型及二维简化模型、分别用VOF模型及刚盖法对空气柱进行处理,就空气柱形成、切向及轴向速度与相同条件下试验测量的结果进行比较.结果表明,三维模型计算结果较二维简化模型与实验值吻合得更好,但二维简化模型在降低精度不大的前提下大大减少了计算时间.对空气柱的处理,选用VOF模型得到的结果更准确,而刚盖法减少了计算用时.     

Mass Fraction of 13C-Pocket in Metal-Poor AGB Stars and the Primary Nature of Neutron Source

Chemical abundances of very metal-poor s-rich stars contain excellent information to set new constraints on models of neutron-capture processes at low metallicity. Using the parametric approach based on the radiative s-process nucleosynthesis model, we obtain the mass fraction q of 13 C-pocket, the overlap factor r, the neutron exposure per interpulse △τ, and the component coefficients of the s-process and the r-process for 25 s-rich stars, respectively. We find that q deduced for the lead stars is comparable to the overlap factor r, which is larger than the standard case （hereafter ST case） of the AGB model （q - 0.05） about 10 times, and AT are about 10 times smaller than the ST case （AT = 7.0 mbarn^-1）. Although the two parameters obtained for the lead stars are very different from the ST case of the AGB stellar model, it is worth noting that the total amounts of 13 C in metal-poor condition are close to the ST case. The above relation is a significant evidence for the primary nature of the neutron source and the lead stars could be polluted by low-mass AGB stars. Because interpulse period declines with increasing stellar mass, for high-mass AGB star, the neutron irradiation may be terminated due to their shorter interpulse period. Thus the neutron exposure per interpulse of the larger AGB stars should be about 10 times smaller than the ST case. In this ease, the primary nature of the neutron source also exists.     

EPDM受热氧化与动态流变行为

采用动态流变学方法研究了三元乙丙橡胶(EPDM)高温氧化与动态粘弹响应之间的关系.在熔体状态下,EPDM的动态粘弹行为随温度升高而改变,呈现出非均相结构的流变响应特征;加入复合抗氧剂后,EPDM在一定的时间范围内,呈现均相体系的流变响应特征.这些结果表明,流变响应特征的改变与受热导致EPDM熔体氧化进而引起结构的改变密切相关.低频区域粘弹函数对EPDM结构变化具有敏感响应,2 0 0～2 2 0℃可明显观察到受热氧化导致EPDM结构的生成.     

高炉污泥旋流法颗粒分离的数值模拟

本文采用一种简化的多流体多相流模型及雷诺应力湍流模型建立了水力旋流器内液固多相湍流流动的数学描 述,并对高炉污泥旋流分离进行了数值模拟,获得了水力旋流器内高炉污泥流动的流场及颗粒分级效率曲线,数值计算得 到的颗粒分级效率曲线与实验结果吻合很好。数值结果还表明,底流管直径较小的旋流器分离高炉污泥的效果较好。     

基于FPGA的储存环束流轨道联锁系统设计

上海光源储存环束流轨道联锁系统是加速器机器联锁保护系统(MPS)的重要组成部分,针对日常供光和机器研究的需求,需要对束流位置测量系统前各Libera电子学输出的联锁信号进行标记,以区分联锁信号的先后顺序和误报的联锁信号,同时触发所有Libera电子学前锁存逐圈(TBT)数据。新的联锁系统将所有联锁信号通过光纤传输汇总至FPGA数据采集板卡进行甄别,并将该系统集成储存环EPICS控制系统中。实验室测试显示该系统能够能够分辨数十ns范围内模拟的联锁信号,同时输出特定的触发信号至对应的Libera电子学,表明该系统达到设计要求。