Parallel Implementation of the BiCGStab（2） Method in GPU Using CUDA and Matlab for Solution of Linear Systems

This paper presents a parallel implementation of the hybrid BiCGStab（2） （bi-conjugate gradient stabilized） iterative method in a GPU （graphics processing unit） for solution of large and sparse linear systems. This implementation uses the CUDA-Matlab integration, in which the method operations are performed in a GPU core using Matlab built-in functions. The goal is to show that the exploitation of parallelism by using this new technology can provide a significant computational performance. For the validation of the work, we compared the proposed implementation with a BiCGStab（2） sequential and parallelized implementation in the C and CUDA-C languages. The results showed that the proposed implementation is more efficient and can be viable for simulations being carried out with quality and in a timely manner. The gains in computational efficiency were 76x and 6x compared to the implementation in C and CUDA-C, respectively.     

基于GPU-CUDA的共轭斜量法实现及性能对比

偏微分方程数值解法(包括有限差分法、有限元法)以及大量的数学物理方程数值解法最终都会演变成求解大型线性方程组。因此,探讨快速、稳定、精确的大型线性方程组解法一直是数值计算领域不断深入研究的课题且具有特别重要的意义。在迭代法中,共轭斜量法(又称共轭梯度法)被公认为最好的方法之一。但是,该方法最大缺点是仅适用于线性方程组系数矩阵为对称正定矩阵的情况,而且常规的CPU算法实现非常耗时。为此,通过将线性方程组系数矩阵作转换成对称矩阵后实施基于GPU-CUDA的快速共轭斜量法来解决一般性大型线性方程组的求解问题。试验结果表明:在求解效率方面,基于GPU-CUDA的共轭斜量法运行效率高,当线性方程组阶数超过3000时,其加速比将超过14;在解的精确性与求解过程的稳定性方面,与高斯列主元消去法相当。基于GPU-CUDA的快速共轭斜量法是求解一般性大型线性方程组快速而非常有效的方法。     

无溶剂体系脂肪酶催化制阿魏酸双油酸甘油酯

在无溶剂体系中以分散在硅藻土上的褶皱假丝酵母脂肪酶为催化剂,以阿魏酸乙酯与油酸甘油酯为原料,一步合成阿魏酸双油酸甘油酯。通过质谱和红外光谱对薄层层析分离纯化后的产物结构进行了表征。定量分析表明,当反应温度为50℃,n(阿魏酸乙酯)/n(油酸甘油酯)=1时,阿魏酸双油酸甘油酯的质量占生成物总质量分数较高。在1 mmoL阿魏酸乙酯,1 mmoL油酸甘油酯和70 mg脂肪酶组成的无溶剂反应体系中,50℃空气浴振荡120 h,总产率可达63.32%,其中阿魏酸双油酸甘油酯质量占生成物总质量的63.37%。     

新型增容剂对PC／PBT合金性能的影响

研究了新型增容剂丙烯酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体(KY-6B)对PC／PBT合金的性能及结构的影响。结果表明，随着KY-6B含量的增加，PC／PgT合金的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量逐渐下降，而缺口冲击强度、断裂伸长率逐渐上升，非缺口冲击强度变化不大。PC／PBT合金的上述性能当KY-6B含量超过8％时变化不明显。IR图谱显示，KY-6B的存在使PC与P13T的C=O吸收峰更靠近。DSC测试结果表明，KY-6B可使PC／PBT合金中PC与PBT两者的Tg之差减小，PBT的熔点、熔融烩、结晶温度有所降低。SEM图谱显示，随KY-6B含量增加，PC／PBT合金的冲击断面逐渐变得粗糙、孔洞化和银纹丝状连接增多。上述测试结果都表明KY-6B是PC／PBT合金的优良增容剂和冲击改性剂。     

一种打纬机构零件的有限元分析研究

文章应用了有限元法,通过SolidWorks软件对作为打纬机构重要零件的打纬摇轴进行了三维建模和有限元分析,探讨了打纬摇轴在载荷状态下的应力应变分析,并给出了打纬摇轴在工作状态下的固有频率和振型。通过对打纬摇轴的有限元分析,减少和弥补了设计过程中的缺陷和不足,提高了打纬摇轴的设计品质,并节约了研发成本,缩短了设计周期。     

嗜酸乳杆菌亚油酸异构酶的结构与催化机理

对嗜酸乳杆菌亚油酸异构酶基因及其启动子进行了定位,采用多种软件分析了酶蛋白中α螺旋、β折叠等二级结构的组成以及酶蛋白中的糖基化位点、磷酸化位点的分布.证明了该蛋白具有肌凝蛋白交叉反应抗原、链状球菌的67 000肌凝蛋白交叉反应抗原、番茄红素脱氢酶相关蛋白和FAD结合蛋白等4个功能结构域,并首次提出其催化共轭亚油酸合成时可能存在氧化还原反应过程.     

精确搜索下具有充分下降性的混合共轭梯度法

共轭梯度方法是求解大规模无约束非线性优化问题的一种重要方法.对参数βk不同的构造方法,形成了各种各样的共轭梯度算法.基于现有的研究结果启发,给出了参数βk的一种新的构造方法,进而提出了一种新的共轭梯度算法.该算法能够保证目标函数序列的充分下降性,并在目标函数可微的条件下,证明了算法的全局收敛性.     

产共轭亚油酸乳酸菌的选育和鉴定

采用紫外分光光度法测定共轭亚油酸的含量,从13株实验室保存的乳酸菌中筛选出8株具有转化亚油酸生成共轭亚油酸能力的菌株.其中As1.2686产量最高,发酵液中共轭亚油酸含量达到13.63 mg/L;其次是菌株B11693,共轭亚油酸产量为11.55 mg/L.选择B11693做进一步的菌种鉴定,将传统的形态学、生理生化鉴定方法和细菌16SrDNA分子生物学鉴定方法相结合,鉴定菌株B11693为短乳杆菌.     

碱催化异构化制备共轭亚麻酸的研究

共轭亚麻酸具有多种有益的生理功能,本文以亚麻油(含53.5%亚麻酸)为原料,氢氧化钾为催化剂,乙二醇为溶剂,碱催化异构化方法制备共轭亚麻酸,采用气相色谱法表征。研究了反应温度、时间、碱油比及溶剂用量对亚麻油共轭化的影响,得到了制备共轭亚麻酸的最佳实验条件。结果表明,当反应温度180℃,反应时间40 min,碱油比(mA∶mO)=3∶1,溶剂油比(VS∶mO)=20∶1时,亚麻酸的共轭收率可达52.70%。该方法能使反应在均相反应体系中较为温和的温度条件下较短的时间内完成。     

精确一维搜索下几种共轭梯度法的分析比较

共轭梯度法是求解无约束非线性规划问题的一种重要方法．针对的几种计算公式。通过几个典型计算实例,对精确一维搜索下所述几种熊的几种计算公式所决定的算法的收敛效果进行比较,分析了它们的数值计算过程、收敛速度及全局收敛性的优劣．