高可扩展可容错的无网格/粒子程序petaPar及其测试

petaPar 粒子模拟程序面向千万亿次级计算,在统一框架下实现两种广受关注的粒子模拟算法：光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）和物质点法（Material Point Method,MPM)。代码支持多种材料模型、强度模型和失效模型,适合模拟大变形、高应变率和流固耦合问题。支持纯 MPI 和 MPI+X 混合两种并行模型。系统具有可容错性,支持无人值守变进程重启。在Titan 上测试表明,petaPar 可线性扩展到 26 万 CPU 核,SPH 和 MPM 算法并行效率相对 8 192 核分别为 87% 和 90%。     

东太湖水源水臭氧氧化过程中溴酸盐控制技术

针对东太湖水中溴离子含量较高,采用臭氧-活性炭工艺很可能会导致出厂水中溴酸盐超标的问题,研究了加氨和高锰酸钾预氧化对东太湖水源水在臭氧氧化中溴酸盐生成的控制作用。结果表明,加氨可以有效抑制溴酸盐的生成,在加氨量低于0.04 mmol/L时,随着加氨量的增加,其抑制效果逐渐增强;当加氨量超过0.04 mmol/L时,加氨对溴酸盐抑制率不再继续增加。当水中溴离子质量浓度为120~260μg/L,p H值为6.8~8.7,水温为8~40℃时,加氨可以有效抑制水中溴酸盐的生成,且对原水水质影响较小。当高锰酸钾投加量低于6μmol/L时,其对溴酸盐的生成具有一定的抑制作用;高猛酸钾投加量高于6μmol/L时,反而会提高溴酸盐的生成量;同时较高的p H值和水温均不利于高锰酸钾对溴酸盐的控制,反而会增加其生成量。通过比较可知,对于东太湖水源水,加氨控制溴酸盐生成的效果比高锰酸钾更稳定和有效,实际生产中可以选用加氨控制臭氧-活性炭工艺中溴酸盐的生成。     

复杂异构计算系统HPL优化研究

当今世界的主流超级计算机越来越多地使用带有加速器的异构系统.随着加速器的浮点性能不断提高,超级计算机内计算节点的CPU、内存、总线、网络以及系统架构都要与之相适应.HPL（High Performance Linpack）是高性能计算机评测的传统基准测试程序,复杂异构系统给HPL评测带来很多机遇与挑战.针对带有GPU的异构超级计算机系统,提出一套新的CPU与加速器计算任务分配方式,提出平衡点理论指导HPL性能优化.为了优化HPL程序,提出了使用CPU与加速器协同工作的look-ahead算法和行交换连续流水算法,实现了加速器、CPU、网络等部件的高度并行.此外,为带有加速器的系统设计了新的panel分解和行交换的实现方法,提高加速器的利用率.在每个节点带有4个GPU的系统上,单节点HPL效率达到79.51%,14884节点效率达到62.22%.     

新型消毒剂用于饮用水消毒的效果研究

以黄浦江原水为试验用水,研究了新型消毒粉对模拟常规处理出水的杀菌效果及持续能力,并将此消毒剂与次氯酸钠消毒作比较,评价其消毒副产物产量.结果表明,原水经混凝、沉淀和过滤后,当投加量为0.5 mg/L时,新型消毒粉可以杀灭水中77%的细菌,细菌总数低于50 CFU/mL;在消毒副产物方面,与次氯酸钠相比,新型消毒粉生成的三卤甲烷低于次氯酸钠.     

浅析水合氧化铁的研究进展

水合氧化铁是一种优良的吸附剂,对多种污染物质都有吸附作用.吸附机理主要是靠水合氧化铁和被吸附的物质形成配位络合物或静电吸引作用进行吸附.pH、离子强度、有机物及其制备工艺都会影响水合氧化铁的吸附性能.现在60℃环境条件下制备水合氧化铁并负载到颗粒活性炭上,吸附容量达到了26 mg·g-1.最后提出了从制备工艺方法改进和降低水合氧化铁的纳米粒径上来进一步提高水合氧化铁的吸附性能.     

饮用水氯化消毒副产物对氯苯酚的研究进展

对氯苯酚是饮用水氯化消毒处理过程中产生的一种氯酚类消毒副产物,其强烈的毒性正引起人们的关注,但毒性机理至今仍未被掌握.介绍了应用于对氯苯酚去除的物理、生物和化学方法,重点突出了高级氧化技术,并针对现有技术去除对氯苯酚研究的一些不足之处,提出了对氯苯酚处理领域今后研究的主要方向和需解决的问题.     

光照强度对颤藻、小球藻、铜绿微囊藻的生长影响

该文采用颤藻(Oscillatoria sp)、小球藻(Chlorella)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,通过检测叶绿素浓度(Chl-a)关键指标,考察了两种光照条件下(500、1 000 lux)三种藻类生长的规律。同时,利用SLogistic模型对三种藻生长规律进行拟合分析,为预测水华时期不同特征藻类的生长速率、潜能和规律提供参考。     

千万亿次可扩展可容错自由网格数值模拟系统

在千万亿次计算能力的驱动下,数值软件的发展进入了一个以海量并行为基本特征的历史转折期,可扩展和可容错成为大规模数值模拟的两大关键技术．petaPar模拟程序是以对传统数值技术形成优势互补的无网格类方法为切入点,面向千万亿次级计算而开发的下一代新兴通用数值模拟程序． petaPar在统一架构下实现了光滑粒子动力学（smoothed particle hydrodynamics ,SPH ）和物质点法（material point method ,M PM ）两种最为成熟和有效的无网格/粒子算法,支持多种强度、失效模型和状态方程;其中M PM 支持改进的接触算法,可以处理上百万离散物体的非连续变形和相互作用计算．系统具有以下特点：1）高可扩展．实现单核单Patch极端情形下计算和通信的完全重叠,支持动态负载均衡;2）可容错．支持无人值守变进程重启动,在系统硬件出现局部热故障时可以不中止计算;3）适应硬件体系结构异构架构的变化趋势,同时支持flat M PI和M PI＋Pthreads并行模型．程序在Titan千万亿次超级计算机上进行了全系统规模的可扩展性测试,结果表明该代码可线性扩展到26万个CPU核,SPH和M PM的并行效率分别为100％和96％．     

东太湖水源水致嗅氨基酸以及常规与O3-PAC工艺的处理效能

已有研究表明,某些氨基酸在氯化消毒过程中能形成有嗅味的醛类、腈类和N-氯代醛亚胺。在评价了天然水体中可能存在的20种氨基酸的产嗅强度的基础上,考察了东太湖各季节氨基酸种类、浓度变化,确定了东太湖水源优势氨基酸以及致嗅氨基酸的种类,研究了常规工艺和臭氧-活性炭工艺对东太湖水源水中氨基酸的去除规律。结果表明,东太湖水源水中的氨基酸种类和含量季节性差异较大,总氨基酸浓度及致嗅氨基酸的峰值均出现在秋季;常规工艺中,混凝沉淀对氨基酸去除起主要作用,秋季去除率为30.3%,砂滤出水氨基酸浓度有时会升高。臭氧-活性炭(O_3-PAC)工艺对致嗅氨基酸的去除率为14.6%～55.8%,很不稳定,主要因为影响O_3-PAC去除氨基酸的因素较多,故生产中需要对O_3-PAC运行工况进行合理优化和严格管理。     

Degradation of chlorothalonil by ultrasonic irradiation:Kinetics and impact factors

Factors on degradation of chlorothalonil(CLT) in water by high frequency ultrasonic irradiation were investigated.The effects of initial concentration of chlorothalonil,dosages of tertiary butyl alcohol,humic acid and initial pH value on degradation of chlorothalonil,as well as the reaction mechanism were studied.The results reveal that chlorothalonil could be effectively degradated by ultrasonic irradiation.The reaction constant value kapp decreased from 0.014 1 to 0.010 2 min-1 with the initial concentrat...