基于高通量计算平台的晶体表面切割设计与实现

在进行晶体表面性质的理论研究时,周期性薄膜 (slab) 结构模型用在基于密度泛函理论的第一性原理计算中,用来模拟表面体系结构。本文详细描述了如何从一个晶体结构切割出指定晶面的周期性薄膜结构模型的算法,特别的,该算法能够为所切表面指定裸露原子。MatCloud 材料计算平台是一个国内自主研发的高通量材料计算平台,基于 MatCloud 平台,我们开发了晶体表面切割模块,实现了对晶体的低密勒指数表面建模。并将该模块与高通量表面吸附模块进行集成,为自动寻找所有可能的表面活性位点,以及不同吸附位点的晶体结构的高通量筛选和性质计算提供了初始模型。     

基于高通量计算平台的过渡态搜索算法及自动流程实现

本文针对寻找反应过程中过渡态结构的问题,基于高通量计算平台设计并实现了一种过渡态搜索算法及其自动计算流程。实现了包括中间结构自动产生功能在内的过渡态搜索的自动流程计算,具体包括计算的准备文件产生、结构筛选、结果后处理等各个流程。同时,在整个自动计算过程中还引入自动纠错机制,可以实现自动根据错误类型实现对错误的恢复与处理功能,以提高过渡态搜索计算的可靠性。最后,本文进行了 H 原子在 Mg 晶体表面扩散的研究,将计算结果与文献数据进行了对照,以验证计算结果的合理性。     

氧气在LaMnO3（001）表面吸附的第一性原理研究

本文采用从头计算密度泛函平面波赝势方法,系统研究了氧气在LaMnO₃（001）表面吸附过程。研究结果表明:整个过程属于化学吸附;Pauling、Griffiths以及双中心吸附模式为较优吸附模式;吸附过程中形成了O₂^-;吸附后表面Mn的化合价均有不同程度的升高,其中Griffiths吸附模式下Mn的化合价变化最多,分别为:Mn^3+0.87、Mn^3+0.85,有利于催化剂活性组分Pd⁰-Pd²的转化。     

高通量计算筛选的材料设计接口应用软件

复合材料是由至少两种不同性质的材料组成. 基于此特点, 高通量计算和多尺度模拟方法和理念, 尤其适合于复合材料配方的理论设计. 为此, 我们研发了一个基于Materials Studio的支持复合材料配方设计的高通量计算和筛选的接口应用软件. 目前该软件主要支持Materials Studio中的Amorphous Cell和Forcite Plus两个计算模块, 通过模块接口的调用实现了高通量生成复合材料各种配方, 以及基于分子动力学的高通量自动流程计算和筛选. 与直接使用Materials Studio软件相比, 该软件具有“一键式、自动流程、高通量筛选” 等特点. 目前该软件已经实现了微观尺度的基于分子动力学模块Forcite Plus的自动流程筛选. 下一步我们将在此基础上, 开发出介观尺度上使用耗散粒子动力学方法的Mesocite模块接口, 实现跨尺度计算模拟和高通量自动流程筛选, 开展环氧树脂基复合材料的配方设计. 使用该软件的用户必须要有Materials Studio版权.     

不依赖于剪接位点信号的高精度转录组序列比对算法

高通量转录组测序技术已经发展成为分析不同细胞中选择性剪接事件的最有效方法,其测序数据处理的第一步是将数以百万的测序片段准确地比对到参考序列上,称之为转录组序列比对.现有的比对工具基本上都是依赖于经典的剪接位点信号,一定程度上限制了转录组测序技术发现全新剪接位点的能力.为此,我们设计了一种不依赖于剪接位点信号的转录组序列比对方法RNAMap,该方法按照重叠种子方式划分测序片段,使用带有左右锚点的窗口扫描参考序列,找出种子中含有的剪接位点.计算实验表明,RNAMap精确度高达95%,召回率也明显优于其他算法.     

最佳匹配问题的DNA表面计算模型

基于最佳匹配问题的问题解空间,采用荧光标记的策略,给出了一种新的最佳匹配问题的DNA表面计算模型,该模型首先将问题解空间的DNA分子固定在固体载体上,然后通过进行相应的生化反应来求得最佳匹配问题的所有解.与已有的最大匹配问题的DNA表面计算模型相比,新模型在检测边的过程中不需要使用观察法,且边的排列顺序不影响解空间的生成过程.因此,新模型具有更好的性能.     

石英晶体微天平监测混合表面活性剂的吸附过程

利用液隔电极式石英晶体微天平实时监测了阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂及其混合物在石英表面吸附过程中的质量变化,结果表明:混合表面活性剂体系的吸附平衡常数和吸附量较纯组分有明显的增加,但吸附速率有所下降。混合表面活性剂之间存在协调吸附机理,在低浓度区间尤为显著。     

聚氨酯中2,6-二异氰酸甲苯酯基吸附异辛烷的第一性原理分析

用基于密度泛函理论的第一性原理研究软质聚氨酯分子中2,6-二异氰酸甲苯酯基对异辛烷的吸附。电性分析得知偶极矩-偶极矩相互作用力较弱,但色散力较强,吸附剂对吸附质的诱导力较强:苯环甲基正上方位吸附构型1的AU为-7.4 kJ/mol,为最稳定吸附构型;△H介于(-9.9~5.8)kJ/mol,说明吸附放热且为物理吸附;△S介于(-0.120~-0.075)kJ/mol,表明吸附后系统自由度减少。吸附后分子间键长介于(2.618~12.966)A,可推断该吸附中的次级键为范德华力作用。从频率光谱图中可观察到振动频率分别为1505.50 cm~(-1)、3023.42 cm~(-1),红外强度分别为207.7190×10~(-40)esucm~2、14.2046×10~(-40)esucm~2等多个红外吸收峰出现,以及振动频率分别为1400.86 cm~(-1)、1743.89 cm~(-1),红外强度分别为3.6874×10~(-40)esucm~2、366.6536×10~(-40)esucm~2等多个红外吸收峰消失。     

寻找战场的最佳位置《降龙之剑》角色定位

仇恨系统很好地体现了即时战斗角色扮演游戏中“坦克”的定位。有了仇恨系统游戏不再是一片混战，变得更加适合团队作战。对于Boss战来说，仇恨系统做出了巨大的贡献。而对于PVP系统。仇恨系统却留下了一个没人待见的职业：坦克。这全是因为PVP里玩家是没有仇恨概念的。     

一种基于计算智能的油气层识别方法

油气层识别是测井解释的一项主要任务,现今采用基于统计学理论的常规识别方法本身存在不少缺点因而在应用中无法取得理想的效果。为此提出了一种基于粗集和神经网络的智能识别方法,先用粗集理论约简样本信息,然后采用带有非线性连接权的神经网络来识别油气层。通过塔里木油田实际油井的应用,结果表明这种识别方法的准确率远高于常规方法,且效果显著。     

A*算法在矢量地图最优路径搜索中的应用

在交通地理信息系统应用中,如何既快速又准确地找到最优路径是一个关键的问题.将人工智能领域的A*算法引入到矢量地图的最优路径搜索中来,论述了应用于矢量地图最优路径搜索的A*算法是一种完备的算法.同时,针对交通矢量地图的特点,提出了一种将矢量地图本身节点的数据结构和A*算法需搜索的节点数据结构在索引时相互联系,在计算时又相互分离的策略,提高了A*算法的执行效率.实验表明这种改进数据结构的A*算法在准确性和快速性方面都取得了令人满意的效果.