摘要：偏压隧道是工程中常见的一种隧道形式,隧道的断面形状会影响到衬砌结构受力性能和围岩的稳定性。针对偏压隧道的断面形状优化设计,基于衬砌合理拱轴线,开展偏压隧道最优断面形状的研究。根据偏压隧道的工程特点,建立初始断面形状为圆形的偏压隧道有限元模型,计算得到隧道衬砌的弯矩、轴力和偏心距。进一步,以偏心距最小作为目标函数,通过反复调整衬砌轴线的位置,使衬砌轴线逐渐逼近合理拱轴线,从而获得偏压隧道的最优断面。在此基础上,对比研究偏压隧道优化前后衬砌的力学性能和隧道围岩的应力分布情况。结果表明,这种最优断面形状的偏压隧道极大改善衬砌结构受力状况,衬砌主要承受轴向压力作用,能够充分发挥混凝土材料的抗压性能,而且隧道围岩的应力分布均匀,避免了隧道围岩的应力集中。

摘要：数据流架构的执行方式与神经网络算法具有高度匹配性,能充分挖掘数据的并行性.然而,随着神经网络向更低精度的发展,数据流架构的研究并未面向低精度神经网络展开,在传统数据流架构部署低精度(INT8,INT4或者更低)神经网络时,会面临3个问题:1)传统数据流架构的计算部件数据通路与低精度数据不匹配,无法体现低精度神经网络的性能和能效优势;2)向量化并行计算的低精度数据在片上存储中要求顺序排列,然而它在片外存储层次中是分散排列的,使得数据的加载和写回操作变得复杂,传统数据流架构的访存部件无法高效支持这种复杂的访存模式;3)传统数据流架构中使用双缓冲机制掩盖数据的传输延迟,但是,当传输低精度数据时,传输带宽的利用率显著降低,导致计算延迟无法掩盖数据传输延迟,双缓冲机制面临失效风险,进而影响数据流架构的性能和能效.为解决这3个问题,设计了面向低精度神经网络的数据流加速器DPU_Q.首先,设计了灵活可重构的计算单元,根据指令的精度标志位动态重构数据通路,一方面能高效灵活地支持多种低精度数据运算,另一方面能进一步提高计算并行性和吞吐量.另外,为解决低精度神经网络复杂的访存模式,设计了Scatter引擎,该引擎将在低层次或者片外存储中地址空间离散分布的低精度数据进行拼接、预处理,以满足高层次或者片上存储对数据排列的格式要求.同时,Scatter引擎能有效解决传输低精度数据时带宽利用率低的问题,解决了双缓冲机制失效的问题.最后,从软件方面提出了基于数据流执行模式的低精度神经网络映射算法,兼顾负载均衡的同时能对权重、激活值数据进行充分复用,减少了访存和数据流图节点间的数据传输开销.实验表明,相比于同精度的GPU(Titan Xp)、数据流架构(Eyeriss)和低精度神经网络加速器(BitFusion),DPU_Q分别获得3.18倍、6.05倍、1.52倍的性能提升和4.49倍、1.6倍、1.13倍的能效提升.

摘要：新型直接式太阳能热化学吸热器的设计对太阳能高效制备燃料至关重要。针对直接式固体颗粒吸热器玻璃沾染、吸热器蓄热、吸热器回热等问题,提出一种太阳能阻碍流式吸热器,并采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和离散元(discrete element method,DEM)的方法对吸热器内部颗粒吸热和流动特性进行研究。探索气体流速、辐照强度等因素对吸热颗粒通过率和温度分布的影响规律。结果表明入口气体流速为1m/s的时候,与非阻碍式吸热器相比,0.8s的时间吸热颗粒在阻碍式吸热器内部通过率由93.5%降低到了72.5%,然而,吸热颗粒的平均温度由1374.69K提升至1742.32K;阻碍颗粒预热后,即使在太阳光入射强度为0W/m^(2)的条件下,0.8s的时间,吸热颗粒出口平均温度依然能够达到1673.51K,最高温度可以达到1844.78K;当气体入口的流速从1m/s增加到3m/s,0.8s时刻,吸热颗粒的通过率也从72.5%减小到60.5%,同时其平均温度也由1742K降低到1633K。研究结果验证了新型吸热器的储热及抗热震效果。

摘要：压卡制冷材料是一类由压力驱动材料发生固态相变而释放/吸收相变潜热的固体材料。压卡制冷技术是以压卡材料为工质、以压力作为驱动力构建的新兴固态制冷技术。本文从压卡效应基本热力学、压卡材料体系和压卡制冷样机三个方面简要论述该领域的发展现状。近年来压卡材料体系蓬勃发展,涉及金属、无机非金属、有机物、有机-无机杂化材料等。庞压卡效应的发现使有机塑晶材料备受关注,因其大熵变、低驱动压力、成本低廉等优点成为最有希望获得应用的一类材料。相比于此,制冷样机的研制则略显滞后。样机设计中需要解决的核心问题是力-热的有效耦合,选择高导热系数流体作为传热及传压介质,通过调整流体的压力和流速,同时优化压卡制冷工质的几何构型有望获得最佳力-热有效耦合条件。在单级制冷的基础上,采用主动回热式压卡制冷方式可实现连续制冷。

摘要：东谷坨遗址是泥河湾盆地内重要的旧石器时代早期遗址,其文化层以河湖相堆积为主,大量的文化遗物在埋藏过程中会受到流水等自然作用的影响,明确遗址的形成过程、了解遗物在埋藏过程中被改造的程度是我们开展其他各项研究的基础。2016-2020年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和河北省文物考古研究院对东谷坨遗址T1区域开展了新的发掘,通过此次发掘,我们将原6A文化层划分为2个亚层。其中6A2为粗砂砾石堆积,显示水动力较强的沉积环境,但该层出土的多数石制品表面新鲜,并未显示出受高能水流的改造或被长距离搬运的特征。鉴于此,我们以探讨搬运改造石制品所形成破损特点为目的设计并实施了模拟搬运试验,开展了遗址内沉积物、石制品特征等多指标分析探讨遗址的形成过程。结果表明,6A2层的多数石制品并非由高能水流搬运而来,而是粗砂砾石堆积在遗址形成后,古人类活动于其上所遗留,此层石制品显示了原地埋藏的特点。

摘要：楔形细石核技术是东北亚旧石器时代晚期细石叶剥片技术的典型代表,具有重要的学术价值。本文参考泥河湾盆地旧石器时代晚期常见的湧别系技术,设计了细石叶剥离实验,并检验了剥片面宽度、棱脊高低、杆尖粗细和固定方式等多个变量与细石叶形态的关系,揭示了连续剥制规范细石叶的技术要素。实验结果表明,棱脊是影响细石叶形态的关键因素之一,只有利用较高的棱脊才能连续地剥取规整的产品;为了维持较高的棱脊,细石核的剥片面不宜太宽,否则棱脊将变矮,影响规则细石叶的连续生产;使用压制法剥取细石叶时,细尖压杆更能有效、稳定地利用棱脊;对楔形细石核的固定实验表明,楔状缘有用来加固石核以达稳定之目的。本次实验描述了楔形细石核剥片的多项技术细节,为今后理解考古材料中的相关发现,并为讨论细石叶技术的起源、扩散和适应等提供了有益参考。

摘要：如何在地铁基坑施工过程中充分利用复杂地质和工程结构的多源异构信息,实现施工数字化建造是地铁工程建设中的一个难题。通过提出建筑信息模型(BIM)定制化思路,有效集成工程结构体和岩土体模型,建立岩土体开挖与结构体施作同步进行的基坑施工仿真模拟方法,来解决这一难题。采用工业基础类(IFC)标准,分别针对地质体和工程结构进行扩展和定义,构建基于IFC标准的基坑工程基础数据体系。在Autodesk软件平台上,研发基坑结构构件库和参数化构件建模技术,创建自定义的基坑结构建模插件。构建基于钻孔数据的三维地质建模方法,建立面向施工过程的地质模型动态剖切方法,将地质模型离散划分不同开挖阶段的三维地质块体,形成基坑分阶段施工三维地质模型。在此基础上,研究地质体与结构体融合的拓扑重构算法,构建基坑多阶段开挖一体化集成BIM模型,动态加载施工进度信息,形成基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模型和模拟方法。最后,通过工程实例展示所提出的仿真模拟方法的可行性与有效性。

摘要：扫描白光干涉术是目前最精确的表面形貌测量技术之一,被广泛应用于工业与科研领域。从发明至今的三十余年间,在精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造领域的需求牵引下,该技术不断取得新的进展与突破。本文从技术应用、方法和算法创新、系统设计、理论模型、校准与误差补偿等方面,总结了过去二十年扫描白光干涉技术的重要进展,对该领域进一步发展提出了展望。

摘要：单晶高温合金是先进航空发动机、燃气轮机的核心热端材料,单晶叶片要求高、制造工艺复杂、容错空间小,在高温、复杂应力、氧化和热腐蚀等苛刻环境下工作。本文概述了近几年镍基单晶高温合金在合金研制、组织性能演化和表征、近服役环境下力学行为评价以及叶片制造工艺等方面的研发进展,并简单介绍了难熔高熵合金等“下一代”新型高温结构材料的研发情况。

摘要：为研究气候变化对作物不同生育期土壤碳氮磷循环相关酶活性的影响,采用盆栽控制试验,通过人工气候室控制环境CO_(2)浓度和温度,设计对照(CO_(2)浓度为400μmol·mol^(-1)、环境温度为22℃)、CO_(2)浓度升高(CO_(2)浓度升至700μmol·mol^(-1)、环境温度22℃)、CO_(2)浓度和温度升高(CO_(2)浓度升至700μmol·mol^(-1)、环境温度升至26℃)3种气候情景和2种水分条件(充分供水和轻度干旱),研究谷子(Setaria italica)开花期、开花后10 d、灌浆期和成熟期4个生育期土壤β-葡糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸单脂酶(ALP)活性对CO_(2)浓度和温度升高的响应。结果表明:CO_(2)浓度升至700μmol·mol^(-1)时对土壤LAP酶有显著的抑制作用,其对土壤NAG酶活性仅在充分供水条件下有促进作用,而对ALP酶活性仅在轻度干旱条件下有促进作用。增温4℃显著抑制土壤βG和ALP酶活性,其对土壤NAG酶活性的影响与土壤水分条件有关。生育期与CO_(2)浓度升高的交互作用对4种土壤酶活性均具有显著影响,生育期与增温的交互作用在充分供水条件下仅对土壤βG酶活性有显著影响,而在轻度干旱条件下其对土壤βG和NAG酶活性有显著影响。研究表明,在谷子生育不同阶段,CO_(2)浓度升高、增温和干旱对土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响不尽相同。