格点QCD基础求解器及其异构计算实现的性能优化

格点量子色动力学(格点QCD)是研究夸克、胶子等微观粒子间相互作用的重要理论和方法. 通过将时空离散化为四维结构网格, 并将量子色动力学的基本场量定义在网格上, 让研究人员可以使用数值模拟方法, 从第一性原理出发研究强子间相互作用和性质, 但这个过程中的计算量极大, 需要进行大规模并行计算. 格点QCD计算的核心基础为格点QCD求解器, 是程序运行主要的计算热点模块. 本文研究在国产异构计算平台下格点QCD求解器的实现与优化, 提出一套格点QCD求解器的设计实现, 实现了BiCGSTAB求解器, 显著降低了迭代次数; 通过对奇偶预处理技术, 降低了所求问题的计算规模; 针对国产异构加速卡的特点, 优化了Dslash模块的访存操作. 实验测试表明, 相比优化前的求解器获得了约30倍的加速比, 为国产异构超算下格点QCD软件性能优化提供了有益的参考价值.     

双对苯醌的抗氧化活性分析及其固体发酵条件优化

为探索生物活性未知的双对苯醌（2,7-dihydroxy-3,6,9-trimethyl-9H-xanthene-1,4,5,8-tetraone，DTXT）的抗氧化活性，并提高其发酵产量，考察DTXT的还原力以及对超氧阴离子自由基、羟自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基的清除效果，在单因素试验基础上，采用响应面法优化了DTXT产生菌瓶生顶孢霉（Acremonium cavaraeanum）CA022菌株的固体发酵培养基。结果表明：在200 μg/mL质量浓度下，DTXT的还原力与芦丁差异不显著，高于VE和2,6-二叔丁基-4甲基苯酚，对超氧阴离子自由基清除率达到67.00%，对羟自由基清除率达到78.83%，对DPPH自由基清除率达到76.53%。通过响应面试验，得到最佳培养基配方为葡萄糖0.773%、硝酸钠0.185%、H3BO3 0.032%、VB1 100 μg/100 g，在此条件下实际获得的DTXT产量为4 150.8 mg/kg，是优化前产量的（2 864.83 mg/kg）1.45 倍。     

基于Ansys的双共模扼流圈互感仿真分析

功率变换器向小型化、高功率化发展,其元器件排列变得越来越紧凑,各元器件间存在近场耦合效应.基于Ansys软件对双共模扼流圈的互感进行仿真分析,结果表明,双共模扼流圈距离越近,磁耦合越严重,互感值越大;不同位置摆放时,一个共模扼流圈水平放置,另一个垂直放置,互感值最小.最后提出在两个共模扼流圈的耦合路径上放置铜箔或高磁导率铁氧体材料可有效地抑制磁耦合,降低其互感.     

一种基于二氧化钒材料的可调谐吸波器设计

为了在THz波段获得TE波下的可调谐吸收频谱, 采用全波仿真的方法, 设计了一款基于二氧化钒材料的可调谐THz吸波器, 对该吸波器的吸收频谱、电场图、表面电流图以及能量损耗图进行分析, 并讨论了结构参量h₄, k以及入射角度θ对吸收频域和吸收带宽的影响。结果表明, 通过外部温控的方式改变二氧化钒谐振单元的物理特性可以获得可调谐的吸收频谱并改善吸波器的吸收性能, 该吸波器在温度T≥68℃时, 可以实现在2.70THz~3.36THz频段的宽带吸收(吸收率在90%以上), 相对带宽达到21.8%;在T＜68℃时, 可以实现多个单频点的吸收; 改变结构参量h₄, k可以改变吸收频点的位置以及吸收带宽, 改变入射角度θ可以影响吸波器的吸收效果。该研究对可调谐太赫兹器件的进一步探究是有帮助的。