高性能高分子材料和高分子设计

高性能高分子材料发展迅速,其发展符合历史的“点～链～片～体”模式。根据已有的高分子科学知识和理论,有目的地设计合成和加工工艺,以满足特定的高性能目标已成为必然趋势。为此,作者提出了若干建议。     

含二氦杂萘酮结构全芳香杂环聚合物的研究进展

高性能高分子材料在高温下仍保持优异的综合性能,是航空航天、电子电气、高速轨道交通等重要高技术领域不可或缺的材料。在不牺牲耐热性能的前提下改善高性能聚合物的加工性能一直是国内外研究的热点。含二氮杂萘酮结构高性能聚合物是高性能高分子材料的新成员。本文主要综述了含二氮杂萘酮结构的聚芳醚（包括聚芳醚砜酮系列、聚芳醚腈砜酮系列、...     

基于SHPB的UHPC冲击试验径向惯性效应分析

为探讨UHPC试件惯性效应对SHPB加载过程的影响,采用大型有限元分析软件LS-DYNA从试件直径、长径比以及恒应变率加载等角度出发,开展了相应的数值模拟与分析。通过对软件中Karagozian-Case-Concrete (KCC)损伤模型参数取值进行优化,建立了基于SHPB技术的UHPC材料冲击压缩数值模型并与试验验证。在此基础上,开展不同UHPC试件直径、长径比以及有无整形器下的参数分析,探讨其对SHPB试验中径向惯性效应的影响。结果表明:(1)为实现加载过程中一维应力传播和UHPC试件应力平衡,试件直径建议按0.90～0.95倍杆件直径取值;(2) UHPC试件长径比对试件加载过程中的应力平衡影响较小,但综合试件中钢纤维分布均匀性以及破坏前一维应力传播,建议按0.35～0.45取值;(3)实现恒应变率加载是UHPC材料在SHPB冲击试验中消除径向惯性效应的重要前提。     

船舶与海洋平台结构冰载荷的高性能扩展多面体离散元方法

船舶与海洋平台结构的冰载荷是寒区海洋工程结构物设计中的关键参数,而离散元方法是有效计算结构冰载荷的重要手段. 本文采用基于闵可夫斯基和原理的扩展多面体离散元方法模拟船舶与海洋平台结构的相互作用过程. 其中,构造扩展多面体的近似包络函数并建立了基于优化模型的快速接触搜索算法;考虑单元间粘结作用的刚度软化过程建标识码元间的粘结-破碎模型. 同时,发展了 CPU-GPU 协同异构环境下的高性能并行算法. 为分析海冰与海洋结构作用中的冰载荷,采用ISO标准验证了扩展多面体离散元分析结构冰载荷的准确性. 采用离散元方法计算了船舶结构的冰载荷,研究了船舶结构表明的线载荷分布特点,并采用船舶结构冰阻力经验公式验证了计算结果的合理性. 采用离散元方法计算了平整冰区与多桩腿平台结构的相互作用,分析各桩腿上的冰载荷特点. 针对碎冰区的海冰管理过程,采用离散元方法分析了船舶结构绕行过程中的船舶和海洋平台结构冰载荷. 本文方法可有效应用于海洋结构冰载荷分析,能为极地船舶与海洋平台结构的设计和安全运行提供科学的分析手段.      

几种高性能纤维束的冲击动力学性能实验研究

利用直拉式Hopkinson装置研究了碳纤维、无碱E玻璃纤维、Kevlar 4 9/96 4 /96 4c、Twaron2 0 0 0、DyneemaSk6 6等纤维的动态拉伸性能。与准静态加载条件下相比 ,纤维束的拉伸强度基本与应变速率无关(玻璃纤维除外 ) ,而纤维束的弹性模量和失效应变随应变率的升高而明显变大。从高分子物理以及两种无机纤维的内部微观结构特征对纤维的力学性能与加载速率的关系进行了初步的物理阐释。讨论了实验数据的发散原因。     

基于ATCA架构的加固服务器主模块设计技术

为了解决传统加固服务器主模块可靠性差和稳定性差的问题,提出了一种基于ATCA架构的加固主模块设计方法;该方法包括了基于冗余-48V的高性能服务器处理器供电电路设计技术、基于ECC校验的DDR2高带宽数据存储电路设计技术、基于SATA的高速存储技术等关键技术;经过了大量的测试和试验验证,该种新型的加固服务器主模块能够在恶劣环境下稳定运行,可靠性和稳定性都有了很大的提升。     

��GATO����ģ��HL-2Aװ��ʵ���MHD�ȶ���

将理想全二维磁流体(MHD)稳定性数值代码GATO成功移植到HL-2A高性能计算系统,并用其模拟研究了HL-2A装置一次典型弹丸注入实验的等离子体的理想MHD稳定性。利用HL-2A装置第4050次放电的实验数据,应用EFIT代码重建了几个时间片的平衡位形,然后应用GATO代码对每个平衡位形的MHD稳定性进行了计算。通过对结果进行分析比较得出初步结论,由于弹丸注入而造成的反剪切位形的致稳作用,可以提高等离子体的约束性能。     

科学计算应用程序探讨

科学计算应用程序是科学计算研究的成果集成,其研制不同于通常的计算机应用软件.随着科学计算研究的不断深入和高性能计算机的迅猛发展,应用程序越来越依赖于实际应用和高性能计算的交叉融合,迫切需要革新程序的研制思路,发展研制方法.文章简要介绍了科学计算应用程序的主要特征,分析了应用程序面临的主要困难,探讨了研制应用程序的新思路和新方法.     

“薄膜即是界面，界面即是薄膜”：二维有机半导体晶体的研究进展

自首次于聚乙炔发现导电现象以来,具有共轭结构的有机半导体材料赖其种类丰富多样、 制备工艺简捷低耗、以及优异的机械柔性等特点,在“后硅时代”中有望以先进光电子设备展现 其广阔前景,因而多年来备受学界和产业界的瞩目。如何进一步阐明有机半导体中结构和性能之 间的关系,探索电荷载流子微观动力学行为,构筑高性能、新功能的有机光电子器件,是当下有 机电子学领域的前沿核心问题,也是保证其持续发展的基石。近年来,二维有机半导体晶体材料 在秉持高度有序的分子排列与极低的杂质缺陷浓度等优点的同时,更是以“薄膜即是界面、界面 即是薄膜”为一帜,克服传统体材料在研究与应用中的瓶颈,为揭示材料构性关系及其中基本物 理过程提供了良好的平台,也是实现多样化的新型有机光电子器件的理想材料,有望为微纳电子 领域带来新一轮变革。本文从二维有机半导体晶体的制备工艺、电荷载流子微观动力学行为,再 到新型器件的光电功能应用等方面,综述了最新研究进展,做出总结和展望,并提出目前面临的 挑战及未来研究方向,旨在为进一步深入理论研究,结合有机材料与先进技术,推动有机电子学 的发展提供有益帮助。     

HIGH PERFORMANCE SPARSE SOLVER FOR UNSYMMETRICAL LINEAR EQUATIONS WITH OUT-OF-CORE STRATEGIES AND ITS APPLICATION ON MESHLESS METHODS

A new direct method for solving unsymmetrical sparse linear systems(USLS) arising from meshless methods was introduced. Computation of certain meshless methods such as meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method need to solve large USLS. The proposed solution method for unsymmetrical case performs factorization processes symmetrically on the upper and lower triangular portion of matrix, which differs from previous work based on general unsymmetrical process, and attains higher performance. It is shown that the solution algorithm for USLS can be simply derived from the existing approaches for the symmetrical case. The new matrix factorization algorithm in our method can be implemented easily by modifying a standard JKI symmetrical matrix factorization code. Multi-blocked out-of-core strategies were also developed to expand the solution scale. The approach convincingly increases the speed of the solution process, which is demonstrated with the numerical tests.