高性能范文10篇

高性能范文篇1

关键词：高性能混凝土；定义；耐久性；存在问题

高性能混凝土(HighPerformanceConcrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。

1高性能混凝土产生的背景

传统的混凝土虽然已有近200年的历史，也经历了几次大的飞跃，但今天却面临着前所未有的严峻挑战：

(1)随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，

更要耐久性好，使用寿命长。

(2)进入20世纪70年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。1987年美国国家材料咨询局的一份政府报告指出：在美国当时的57．5万座桥梁中，大约有25．3万座处于不同程度的破坏状态，有的使用期不到20年，而且受损的桥梁每年还增加3．5万座。1991年在提交美国国会的报告“国家公路和桥梁现状”中指出，为修复或更换现存有缺陷桥梁的费用需投资910亿美元；如拖延修复进程，费用将增至1310亿美元。美国现存的全部混凝土工程的价值约6万亿美元，每年用于维修的费用高达300亿美元。

在加拿大，为修复劣化损坏的全部基础设施工程估计要耗费5000亿美元。在英国，调查统计了271个工程劣化破坏实例，其中碳化锈蚀占17％，环境氯盐锈蚀占33％，内部氯盐锈蚀占5％，混凝土冻蚀10％，混凝土磨蚀10％，混凝土碱—骨料反应破坏9％，硫酸盐化学腐蚀4％，其他各种不常发生的腐蚀破坏7％。

我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25～30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15～20年，民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好，一般可维持50年。

相对于房屋建筑来说，处于露天环境下的桥梁耐久性与病害状况更为严重。据2000年全国公路普查，到2000年底我国已有各式公路桥梁278809座，公路危桥9597座，每年实际需要维修费用38亿元，而实际到位仅8亿元。

港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境，氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀，导致构件开裂、腐蚀情况最为严重。1980年交通部四航局等单位对华南地区18座码头调查的结果，有80％以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，出现破坏的时间有的距建成仅5—10年。

(3)混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0．6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1．5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产?昆凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。

因此，未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

2高性能混凝土的定义与性能

对高性能混凝土的定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一的理解，各个国家不同人群有不同的理解。一般说来，高性能混凝土是指高强、高耐久性、高工作性。一些美国学者更强调高强度和尺寸稳定性(北美型)，欧洲学者更注重耐久性(欧，洲型)，而日本学者偏重于高工作性(日本型)，这可能由于日本更重视混凝土振捣工艺对工人听力的不利作

用，而推广不需振捣的自密实混凝土。在我国，对高性能混凝土的含义也有争论，冯乃谦在其1996年出版的《高性能混凝土》著作中开宗明义地指出了：高性能混凝土必须是高强的，因为一般情况下高强对耐久性有利，同时他认为高性能混凝土发展的物质基础是现在有了好的掺合料和减水剂，因此高性能混凝土必须掺掺合料。冯乃谦的这些观点代表了当时我国大多数混凝土学者对高性能混凝土的认识。吴中伟针对当时科研界过度追求高强度的趋向，及

时提出“有人认为高强度必须高耐久性，这是不全面的，因为高强混凝土会带来不利于耐久性的因素……”。高性能混凝土还应包括中等强度混凝土，如C30混凝土。吴中伟高度重视耐久性，并早在1986年就提出高强未必一定高耐久，低强也不一定就不耐久的观点是非常有前瞻性的，而且今天他的这个观点也是正确的。

1990年5月由美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国?昆凝土协会(ACl)主办了第一届高性能混凝土的讨论会，定义高性能混凝土为具有所需，陛能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。大多数承认单纯高强不一定耐久，而提出高性能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调高强后的弊端，1998年美国ACI又发表了一个定义为：“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和一般的拌和、浇筑与养护方法，未必总能大量地生产出这种混凝土。”ACI对该定义所作的解释是：“当混凝土的某些特性是为某一特定的用途和环境而制定时，这就是高性能混凝土。例如下面所举的这些特性对某一用途来说可能是非常关键的：易于浇筑，振捣时不离析，早强，长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。因为高性能混凝土的许多特性是相互联系的，改变其中之一常会使其它的特性发生变化，当混凝土为某一用途生产而必须考虑若干特性时，则每一个特性都必须清楚地规定在合同文件中”。1998年ACI定义与1990年ACI、NIST定义的区别是：前者把早

强列入“特殊性能组合”可选性能之一，而不作为必要的规定而强调。

而欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会则将高性能混凝土定义为水胶比低于0．40的混凝土小在日本，将高流态的自密实混凝土(即免振混凝土)称为高性能混凝土，‘强度一般为40—45MPa，混凝土中除水泥外，还有矿渣粉、粉煤灰及膨胀剂。也有一些部门根据其专业的特点对高性能混凝土提出具体的要求，如1995年美国联邦公路管理局(FHWA)

将高性能混凝土分成4级，每级在与强度和耐久性有关的8个参数上都规定了定量的指标。美国战略公路研究计划(SHRP)提出高性能混凝土用于公路工程应满足：(1)水胶比≤0．35；(2)300次冻融循环，相对动弹模≥侣0％；(3)抗压强度4h≥17．2MPa，或24≥34．5MPa，或28d≥68．9MPa。该定义偏重于早强，定义了一个特定的高性能混凝土，缺乏普遍适用性。用于桥梁尤其是大跨度桥梁的高性能混凝土应满足：(1)水胶比≤0．40；(2)强度≥41．4MPa；(3)徐变率低。

我国著名的混凝土科学家吴中伟教授定义高性能混凝土为一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能有重点的予以保证；耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性以及经济合理性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。1997年3月吴中伟教授在高强高性能混凝土会议上又指出，高性能混凝土应更多地掺加以工业废渣为主的掺合料，更多地节约水泥熟料，提出了绿色高性能混凝土(GHPC)的概念。

中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将高性能混凝土定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。与传统的混凝土相比，这种高性能混凝土在配比上的特点是低用水量(水与胶凝材料总量之比低于0．4，或至多不超过0．45)，较低的水泥用量，并以化学外加剂和矿物掺合料作为水泥、水、砂、石之外的必需组分。这也是现代高强混凝土的配制途径。实际上，正是现代高强混凝土技术的出现，为解决高性能混凝土的耐久性问题指明了出路。

结合我国的推广应用高性能混凝土十几年的情况，2003年廉慧珍教授专门撰文反思了对高性能混凝土的理解存在的若干误区，造成对高性能混凝土使用的盲目和混乱，她对高性能混凝土的理解为，“高性能混凝土不是混凝土的一个品种，而是达到工程结构耐久性的质量要求和目标，是满足不同工程要求的性能和具有匀质性的混凝土。高强不一定耐久，高流动性也不是任何工程都需要的，也不是只要有掺合料就能高性能；混凝土的质量不是实验室配出来的，而是优选配合比的混凝土由生产、设计、施工和管理人员在结构中实现的，开裂的就不是高性能混凝土，除了特殊结构(如临时性结构)外，没有什么混凝土结构不需要耐久。针对不同工程的特点和需要，对混凝土结构进行满足具体要求的性能和耐久性设计，比笼统强调高性能混凝土的名词更要科学”。在这里，高性能混凝土强调的是混凝土的‘性能’或者质量、状态、水平，或者说是一种质量目标，对不同的工程，高性能混凝土有不同的强调重点(即‘特殊性能组合’)。

3高性能混；ii土的研究开发现状

针对混凝土的过早劣化，发达国家在20世纪80年代中期掀起了一个以改善混凝土材料耐久性为主要目标的“高性能混凝土”开发研究的高潮，并得到了各国政府的重视。1990年，加拿大政府提出了一个协作网研究计划，专门用来资助对国家今后长远发展有影响的科研项目，最终从158个提议的项目中评选出15项，属于土木工程学科的仅占1项，这就是“高性能混凝土协作网”研究计划，获得了640万加元资助进行为期4年的研究。到1994年在原有的15个协作网中有lo个继续取得资助以进行下一个4年的研究，其中高性能混凝土的资助份额为550万加元，可见其被重视的程度。法国在1986年由政府组织包括政府研究机构、大学、公司等23个单位开展了“混凝土的新途径”研究项目，进行高性能混凝土的研究并造示范工程。这一项目已于1993年完成，建成的示范工程有Joigny城的1座3跨后张法预应力钢筋混凝土桥，其混凝土强度等级相当于我国的C70，比原设计的C40减少混凝土量30％，减少自重24％；Civaux核电站2号反应堆预应力钢筋混凝土安全壳等，高85m，直径44m，混凝土强度等级C70，其水泥用量只有240kg／m’，有很高的气密性；1996年法国政府公共部和教育与研究部又组织了为期4年的“高性能混凝土2000"的国家研究计划，投入研究经费550万美元。

1994年，美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施工程建设中应用高性能混凝土的建议，计划在10年内投资2亿美元进行研究和开发。美国国家自然科学基金(NSF)、美国国家标准与技术研究所(NIST)、美国联邦公路管理局(FHWA)以及一些州政府的运输部和美国工程兵等机构，都一直投入大量经费，资助高强、高性能混凝土的研究，NSF以每年200万美元的经费，定期资助以西北大学为首的水泥基复合材料联合研究中心对高性能混凝土的研究。德国、瑞典、挪威等国家在发展高性能混凝土上也有很大投入，挪威是较早对高强高性能混凝土开展研究的国家之一，至今已建造了20多个混凝土海洋采油平台，挪威皇家科技学院的科学与工业研究基金(SINTEF)持续资助高性能混凝土的研究。瑞典1991～1997年由政府和企业联合出资5200万克朗，实施高性能混凝土研究的国家计划。日本则在发展自密实混凝土方面取得很大的成就，其初衷也是为了消除混凝土振捣中的缺陷和增加混凝土的密实性，以改善混凝土的耐久性为目标。

1999年美国NIST的建筑与防火研究实验室(BFRI。)在国际互联网上公布了一个“高性能混凝土技术的伙伴关系(PartnershipforHighPerfor—manceConcreteTechnology，缩写为PHPCT)”，由工业界4个大企业和国家预拌混凝土协会、波特兰水泥协会协作，承担“商品高性能混凝土结构项目中计算机集成知识系统(CIKS)的开发”的国家重点研究计划，包括7个专题：专题。为计算机集成知识系统的开发，HYPERCON；专题1为HPC的制备工艺过程；专题2为混凝土和混凝土材料的特征化；专题3为性能预测；专题4为高强度高性能混凝土在火中的结构性能；专题5为结构性能；专题6为HPC的经济性。重点是性能检验和预测工具的开发和应用，这是优化可*的HPC产品和给出可由最有效的途径得到的知识所必需的。专题1—6提供输入专题0的要素。

从20世纪80年代开始，各国混凝土结构设计规范中逐渐突出了耐久性设计的考虑，从只重视强度设计向强度于耐久性并重。进入20世纪90年代以后，混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中的研究重点。针对不同环境类别的侵蚀作用，提出材料性能劣化的理论或经验模式，并据此估算结构的使用寿命，成为发展和研究耐久性设计方法的主流。日本于1986年提出“考虑耐久性的建筑物设计、施工维护大纲”，在1989年制定了《混凝土结构耐久性设计准则(试行)》，把耐久性设计定义为：全面地考虑材料质量、施工工序和结构构造使结构在一定的环境中正常工作，在要求的期限内不需要维修。它采用了与结构设计相同的思路，要求构造各部位的耐久性指数大于或等于环境指数。欧洲混凝土委员会(CEB)1989年通报了“耐久性混凝土结构设计指南”，国际材料与结构试验研究室联合会(RILEM)的130—CSI。技术委员会1996年提出了《混凝土结构的耐久性设计》的报告，对基于材料劣化模型分析的混凝土结构耐久性设计方法作出了全面系统的论述。1995年欧共体资助了一项名为DuraCrete的研究项目，2000年出版了一份名为《混凝土结构耐久性设计指南》的技术文件。1998年欧共体又资助成立了为期3年的DuraNet工作网，全名为“支持、发展与应用以性能为基础的混凝土结构耐久性设计与评估的工作网”，有欧洲的19个单位参与，旨在改善欧洲混凝土的耐久性设计、评估与维修水平。美国ACl201委员会1992年提出了“耐久性混凝土指南”，2000年又对该指南进行了修改。欧洲国际混凝土委员会编制的混凝土结构CEB—FIP模式规范(1990)，欧洲规范2暂行本(1992)以及美国AASH—TO{公路桥梁设计规范(1994)》都列有“耐久性”的条款。

自从20世纪90年代初清华大学向国内介绍高性能混凝土以来，高性能混凝土的研究与应用在我国得到了空前的重视。1993年国家自然科学基金会、建设部、铁道部和国家建材局联合资助了重点科研项目《高强与高性能混凝土材料的结构力学性态研究》，随后许多省、市科委和建委也资助了高强、高性能混凝土方面的研究课题。1999年中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会(HSCC)编写了《高强混凝土结构设计与施工技术规程》(中国工程建设协会标准CECS104：99)。我国“九五”重点科技攻关项目《重点工程混凝土安全性研究》，由中国建筑材料科学研究院牵头，跨部门、跨行业地协作攻关，取得了许多重大成果。四航局主持制定的《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275—2000)中，规定用于海港工程的高性能混凝土，磨细矿渣的掺量可达到50％～80％，同时要求水胶比≤0．35，坍落度≥120mm，强度等级≥C45，这也是我国首个对高性能?昆凝土技术要求进行具体规定的规范。中国工程院土木水利与建筑学部于2000年提出了一个名为“工程结构安全性与耐久性研究”的咨询项目，并编写了《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(中国土木工程学会标准CCES01—2004)。

4高性能混凝土发展中所面临的问题

4．1能不能对高性能混凝土下一个完整的定义

自从美国提出高性能混凝土这一概念近10年来，如终没有一个统一的或者标准的定义。目前，不同的学者和技术人员，从混凝土性能的不同方面，给出了关于高性能混凝土的不同描述，因此，很难给高性能混凝土一个全面、准确、完整的定义。

4．2高性能混凝土是否一定要高强

冯乃谦在其专著《高性能混凝土》中开宗明义的指出：“高性能混凝土必须是高强的，因为一般情况下高强对耐久性有利。”吴中伟针对当时科研界过度追求高强度的趋向，及时提出“有人认为高强度必然高耐久性，这是不全面的，因为高强混凝土会带来不利于耐久性的因素……。高性能混凝土还应包括中等强度混凝土，如C30混凝土。”但黄士元认为把包括30MPa的普通强度而耐久性好的混凝土也归人高性能混凝土范畴，则很难划分普通混凝土与高性能混凝土的差别，也难于与国际混凝土界沟通。因此，如何界定高性能混凝土，是需要混凝土界人士进一步探讨的问题。

4．3高性能混凝土是否一定要高工作性

高性能混凝土又被人们称为3高混凝土，其中一高就是高工作性。但是不是只有高工作性才是高性能混凝土呢?诚然混凝土拌合物的流动性从10年前普遍的70～90mm发展到现在大量预拌混凝土的180—200mm，甚至已经有自密实的混凝土的浇筑，这也是混凝土技术的一种进步：减轻了振捣的劳动量，推动了预拌混凝土的发展，并大大减少了“蜂窝”、“狗洞”等质量事故，提高了混凝土的匀质性。但高的工作性一般是在提高混凝土浆体含量的情况下产生的，浆体含量的提高也就意味着混凝土开裂的可能性增加，同时，高的流动性也将使混凝土浇筑时容易振捣离析。因此，不能把流动性作为混凝土拌合物“高性能”的指标，而应当根据不同工程特点，注重拌合物的施工性能。坍落度的大小应服从于混凝土的匀质性和体积稳定性。

高性能范文篇2

一、高性能计算技术综述

所谓高性能计算技术是指能够对大量的任务进行高效、快速运算的技术，人们通常将高性能计算设备叫做超级计算机。现阶段，人们在计算机技术研究中，已经将高性能计算技术作为其重要分支，通过对计算机的软件开发、并行计算及系统结构等方面进行研究，以此实现对高性能计算机的研发。从宏观层面来说，高性能计算技术已经突破了并行计算的局限性，其和网格计算、分布式计算、云计算以及网格计算等正建立日益密切的联系，彼此之间的融合也变得越来越深入。以Flynn对高性能计算技术的相关系统进行分类，可以发现大多数系统均是多指令多数据流的系统，而以其访存方式及结构来看，其访存方式又包括非均匀存储器存取、一致性高速缓存非均匀存储访问模型、均匀存储器存取、非远程存储访问模型以及只用高速缓存的存储器结构。而其结构模型则包括大规模并行处理、工作站集群、共享存储型多处理机、分布共享存储以及并行向量处理机。对于集群系统来说，其是由大量相互独立的计算机所组成的，通过相应的通信网络，并以某种结构形式进行连接，从而组成功能强大的计算机系统，实现了对集群内所有计算机的统一性管理与调度，使大量数据能够得到高效的并行处理。高性能计算技术的宗旨是为用户提供更高的抗灾难性、可靠性以及可扩充性信息化服务。现阶段，高性能计算机的性能能否得到正常发挥，其取决于系统自身的架构、处理器、每瓦特性能、机器规模以及网络互联性能等关键的性能指标。

二、高性能计算技术在气象领域中的适用性

在气象领域中，气象数值预报是通过相应的数值方法，在初值条件确定的基础上，对某组能够对大气的运动状态进行表征所采用的一组数学物理方程，从而使大气在运动过程中形成的场或量得到计算，其大气的场或量主要体现在其风向、湿度、风速以及温度等方面，通过计算其大气运动过程的变化情况，并结合当前天气的实际状态，从而预测出天气在未来一段时间内可能出现的变化趋势。气象领域在进行气象数值预报时，必须要针对海量的观测数据来进行必要的同化分析与质量检查，只有这样才能使初值条件得以被确定，而在此过程中势必会涉及到大量的计算。此外，在进行数值求解时所采用的偏微分方程组会涉及到几十万乃至几百万个自由度控制，这也同样需要进行大量计算，因此在数值天气预报时，必须要借助于高性能的计算技术来予以支持。并且，数值天气预报需要具有较高的实效性，其计算工作必须要在规定的时间内完成，如果仅仅采用一般的计算机来进行运算，势必是无法胜任的。通过高性能计算技术的应用，能够使气象数值预报变得更加实时、准确，进而使气象数值预报业务的发展瓶颈得到突破。现阶段，我国在气象数值预报中，更需要向着多模式耦合、分辨率更高、集合预报的方向进行不断发展，这也使气象领域对高性能计算技术的能力要求得以不断提高。由此可见，高性能计算技术在气象领域是具有极高适用性的。

三、高性能计算技术在国内外气象领域的应用探析

1.高性能计算技术在国外气象领域中的应用。高性能计算技术在国外气象领域中的应用主要集中在以下方面：其一是能力建设方面，高性能计算技术使数值预报模式得到了可靠的技术支持，进而使数值预报业务得到了迅猛的发展。国外气象部门所使用的高性能计算机具有非常快的更新速度，而且其系统的计算性能也高达每秒千万亿次运算。在高性能计算机中，其各个计算节点利用专用网或InfinijBand网络，使其能够以少量GPU、纯CPU以及MIC众核为主要的计算能力。因GPU众核在编程模式上不同于CPU，因此在编程语言上也相对特殊，在模式移植优化过程中存在很大的难度。这也使国外发达国家在应用高性能计算机时，仍旧采用由纯CPU进行运算的高性能计算机系统，只有少部分采用了GPU众核的高性能计算机系统，并对能够移植改造气象业务模式的相关计算机系统进行不断的研发与探索，以此不断提高气象业务模式的运行时效及并行能力。据相关资料统计，2016年6月，全世界位列前500名的高性能计算机系统中，被应用于气象领域的高性能计算机系统已经达到了22套，在这22套高性能计算机系统中，其中有10套为MPP结构，剩余的12套则为cluster结构；其二是模式发展方面，各个国家在发展数值预报业务系统过程中正在有计划地进行，数值模式的分辨率也已普遍达到10至20Km；其三是资源管理方面，世界各国在气象领域中所采用的高性能计算系统以一主一备为主，主系统与备用系统的架构相同，并分别用于业务和科研。2.高性能计算技术在国内气象领域中的应用。高性能计算技术在我国气象领域中的应用也同样集中在能力建设、模式发展与资源管理这三个方面。首先在能力建设上，我国气象部门在业务发展中主要采用的IMBFlexP460高性能计算机系统，P460服务器组中的各个服务器均配置有4个8核的3.55GHzPower7CPU芯片，该系统的计算能力为1054.2TF-LOPS，系统内存高达163584GB。该系统主要包括两个子系统，其利用InfiniBand网络进行连接，并且将4个InfiniBand端口分别配置于各个计算节点中，并利用边缘交换机与对应的核心交换机进行连接。其次是在模式发展中，我国气象领域主要采用0.25°GRAPES与T639L60这两种模式，在未来两年，我国在GRAPES模式的水平分辨率将提升至10Km。最后，在资源管理方面，我国正致力于将各个地区的高性能计算机系统实现共享应用，通过整合、协调与共享各个地区气象部门所具有的气象数据与设备资源，以此形成统一的运行平台，确保气象业务的高效运行。

四、结语

总而言之，现代化信息技术的发展，使高性能计算技术成为其重要的发展方向，而气象领域作为高性能计算机技术的重要应用领域，长期以来，因数值天气预报业务的迅猛增长，再加上数值天气预报模式研究的不断深入，使气象领域对高性能计算技术中的计算资源需求变得越来越强烈。在未来发展过程中，我国气象领域必将逐步实现部级与区域级在高性能计算技术方面的应用结合，以此推动我国气象领域的创新发展。

参考文献：

[1]赵立成，等.高性能计算技术在气象领域的应用[J].应用气象学报，2016，27（5）.

[2]王彬.高性能计算技术在气象部门的应用[J].计算机工程与设计，2014，35（4）.

高性能范文篇3

镁合金是世界发展史极短的一门工业材料科学技术，也是迄今为止在工程中应用的最轻质的金属结构材料。长期以来，由于人们对它的浅显认识和加工技术的困扰，导致对镁金属的研究和应用大大地落后于时代的发展。尽管一些发达国家对它进行了多年的研究，并有一定的成果，但由于镁的理化性能极不稳定，在实际生产中极难掌握其规律，因而形成产业化生产和达到一定的技术深度进展相当缓慢

公司早在2003年就与东北大学教授所带领的国家“863”、“973”、计划基础材料课题组进行合作，实行厂校联合，经过多年潜心研究和生产实践，于2006年终于突破了镁合金生产过程中的材料净化瓶颈及板材轧制难关，并掌握了生产镁铝合金板材的全套技术，已生产出0.1mm厚度的镁合金板材，在世界处于领先地位。

镁合金产品由于它的原材料储量丰富，产品性能优越，必将在诸多领域得到广泛应用，取代其它金属材料的趋势不可逆转。它可广泛应用于航天，航空，高速列车，地铁，汽车轮毂及配件，印刷板材，3C产品等。

公司所处省市，开发生产该产品具有得天独厚的优势。第一，原料优势。世界的镁资源矿藏70%在中国，中国的70%在，的70%在；第二，政策优势。被国家确定为振兴东北老工业基地的重点地区，被确定为“五点一线”、沈阳经济区和沿海产业带的重要结点，区位优势明显，发展机遇千载难逢；第三，技术优势。公司是东北大学基础材料研究博士生实验基地，交通大学高速列车轻量化材料研究生试验站，省科技厅认证的高新技术企业，可利用的技术力量雄厚；第四，基础优势。经多年研究和生产实践，公司具有批量生产的技术力量和工人，具备一定的生产能力。第五，市场优势。由于公司每年有批量产品供应市场和科研单位，是中国镁协会员，具有很高的知名度，应用单位纷纷提出供货要求，致使产品销售渠道通畅。为了加快镁金属产业的发展，拉长产业链条，使该产业走在世界前列，公司愿与有识之士进行合资、合作共同发展。

二．企业简介

市镁铝合金有限公司是国内唯一能生产镁合金板材及制品的新高技术企业，成立于2000年，注册资金2000万元，原注册地址：市工业街向阳楼里22号。2009年镁合金生产技术得到了省，市领导的重视。

公司在市中小企业创业园区新征土地4.4万平方米，投资3亿元，对原厂进行扩产改造，改造后的生产能力将达到1万吨，目前公司占地53000平方米，厂房20000多平方米，座落于市中小企业创业园区，现有职工82人，其中技术人员13名。主要产品有镁合金AZ、ZK、AE系列棒、带型板材及系列产品，铝合金系列型、管、棒、带材。

公司所掌握的低频电磁铸造技术世界领先，1600x800x350（mm）大截面板坯居世界前列；半连续电磁铸造、触变成形加工、等径角挤压、等温轧制等核心技术居全国前列。高性能AZ、ZK、AE系列镁合金卷板，添补了国内空白。与交通大学合作，共同研发的全镁合金高速列车座椅、镁合金卧铺、镁合金蜂窝板，均属世界首创。

目前，公司是中国镁业协会会员单位、省镁合金工程技术中心试验基地、省企业博士后科研基地、东北大学重点实验室博士后实验站、交通大学建设中国高速列车配套产品研发中心、省科技厅认证的高新技术企业、中国“十二五”科技支撑计划镁合金发展应用联盟会员，宽幅板材承接单位。

三．合资、合作形式及出资形式

1．双方拟定可以在中国省市共同兴建“中国银河镁铝合金发展有限公司”，也可以到异地建厂。

2.风险投资；投资额1.5亿元。

3.投资入股；面议。

4.整体转让；面议。

利润分配和责任：双方在合资合作经营期间内按各自的出资比例分享利润和承担责任，其他形式再议。

发展方向和设计能力：开发、生产、销售金属镁、合金镁锭、镁板材及镁合金深加工。设计能力为年产1万吨板材、80万只轮毂。

四．产品市场预测分析

根据本公司近两年用户寻求订单情况和市场调查，2010年国内市场需求量在2000吨以上，其中富士康电子有限公司（台资企业）需求1200吨，到2015年将增到3000~4000吨，主要用于3C产品，业捷希公司（新加坡企业）需求1400吨，主要用于硬式碟盘。新加坡奂鑫集团已决定在昆山建厂，年需求量在1000吨以上。长沙合捷公司用于印刷蚀刻板年需量100吨。中信戴卡集团正在用公司的棒材试制汽车轮毂。一旦成功年需量8000~10000吨。

据交通大学权教授介绍，中国即将建设8横8纵高速铁路，急需轻质高强的镁板用于车厢制造。加上汽车、航空航天以及正在开发的其它应用领域的用量，可以断定此产品市场潜力巨大。

高性能范文篇4

1测量原理

1.1检测原理。双目视觉测量系统数学模型如图1所示，设左侧摄像机坐标系为o1x1y1z1，右侧摄像机坐标系为o2x2y2z2，以左侧摄像机坐标系为世界坐标系，左侧理想图像坐标系为O1X1Y1，右侧理想图像坐标系为O2X2Y2，图中µ为像元尺寸，f1、f2分别为左右摄像机的焦距，空间点P和摄像机光学中心的连线与两摄像机光轴的夹角分别为w1、w2，摄像机光轴与基线夹角分别为a1、a2，则由空间几何关系可以得到空间点P在测量坐标系下的三维坐标为：式中：，B为基线距，Z为物距。因此，在汽车车身左右两侧，确定同一参照P点后，即可通过双目成像技术测得P点的三维坐标，即P点的离地高度，从而得出汽车车身左右两侧的的高度差。1.2P点的确定。空间点P：选取汽车轮胎上沿，翼子板下端圆弧的中的最高点，如图2中红点位置：图2由数学模型及以上公式可知，空间点P在系统世界坐标系中的坐标不仅取决于其在两像平面上的成像坐标值，还取决于光学中心连线与光轴的夹角a、基线距B及物距Z。而P点的测量误差随基线距的增大而减小，并且当基线与相机光线夹角a在33°~50°之间取值时，系统测量精度较高，误差变化较为平稳[4]。

2空间布置

1-翼子板下端圆弧2-轮胎3-双目立体相机4-底座5-气缸推杆6-V型限位块7-浮动平台8-固定式撑杆图32.1车辆定位装置。气缸推杆5通过螺栓连接固定在底座4上，轮胎V型定位块6固定在浮动平台7上，可沿气缸推杆5的伸缩方向水平移动；固定式撑杆8通过螺栓连接固定在底座4上。2.2高度测量装置。双目立体相机3固定在底座4的上端，高度与翼子板下端圆弧平齐，方便采集数据。2.3工作原理。检测时，待测车辆驶入检测区域，将轮胎分别停放在4个V型限位块6上。随后左侧轮胎外缘的气缸推杆5通过推动轮胎下方的V型限位块（固定在浮动平台7上仅可沿气缸推杆5的伸缩方向移动）将车辆整体向右边移动，待右侧轮胎下方的V型限位块与右侧的固定式撑杆8贴合时，车辆位置固定。此时，固定在底座4上4个双目立体相机通过采集轮胎上方翼子板下端圆弧1的边缘轮廓特征点P，得出P点的高度值。通过（左前-右前）、（左后-右后）即可计算出车辆前端高度差及后端高度差，以作为车辆行驶稳定性的评价依据及调整车身高度的依据。

3结论

在汽车总装车间，可采用双目视觉测量方法，对批量下线的车辆进行快速高效的等高性能检测，自动化程度高，无需单独设岗增加操作员工，方便快捷。

参考文献

[1]楼万军,马骊歌.汽车车身高度左右差检测仪的研究[J].中国科技信息,2006（24）.

[2]张慧云,苏建.非接触式汽车车身左右对称点高度差检测仪设计[J].机械设计与制造,2008（2）.

[3]赵小旭.汽车车身高度左右差检测研究[D].吉林大学,2010.

高性能范文篇5

综合性能进行表征与测试。结果表明所合成的含氰基聚芳醚具有优异的热稳定性

(T5%>492ºC)、较高的玻璃化转变温度(Tg=262~320ºC)和良好的溶解性能，易溶于氯代烷烃(如氯仿)和极性非质子溶剂(如DMAc、DMF、NMP等)。

【关键词】：氰基；聚芳醚；高性能

聚芳醚是一类综合性能优异的特种工程塑料，因具有良好的机械性能、耐热性、耐腐

蚀性、绝缘性等优点，广泛用于航空航天、电子器件、机械仪表等领域[1-3]。其高分子主链中同时具有刚性的对苯撑和柔性的醚键结构，使其在保持优良的机械性能和耐热性能的同时，具有一定的柔韧性，易于加工成型。含二氮杂萘酮结构聚芳醚是其中一种耐热性能更为优异的品种,引起了极大的关注[4-9]。它首先由加拿大McGill大学的AllanSHay实验室于1993年合成[4]，国内大连理工大学蹇锡高课题组也做过这方面的工作[8-9]。由于二氮杂萘酮单体具有扭曲、非共平面和稠环的结构特点,使得这类聚芳醚既具有较高的玻璃化转变温度和优异的热稳定性,又可在室温下溶解于普通的溶剂,改善了聚合物的加工性能。

氰基(-CN)是一个强极性基团,若将其引入聚芳醚高分子链中,可以加强分子链间偶极－偶极作用，使耐热性、机械性能都得以提高;强极性的氰基可以促进基体和填料间的粘合，有利于制备性能优异的复合材料[10]。同时氰基也是一个潜在的交联点，可通过交联进一步提高聚芳醚的性能[11-12]。而利用活泼氰基的各种化学反应又可制备一系列新型的功能材料。

1.实验部分

1.1试剂与仪器

2-(4-羟基苯酰)苯甲酸(实验室自制)，2,6-二氟苯腈(嘉兴天源药业有限公司)，4,4’-

二氟二苯砜(AldrichCorporation)，1,3-双(对氟苯甲酰)苯(AldrichCorporation)，水合联

氨(天津科盟化工工贸有限公司)。4,4’-二氟二苯甲酮(常州花山化工有限公司)为工业品，使用前用乙醇重结晶二次。N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲苯、甲醇等为国产分析纯试剂,使用前未经处理。

1H-NMR核磁共振谱由德国Bruker400MHz核磁共振仪器(DRX400MHz)上测试，单体测试用氘代DMSO为溶剂，四甲基硅烷为位移试剂。化合物的熔点由SGWX-4

显微熔点仪(上海精密科学仪器有限公司)测定。聚合物的分子量由凝胶渗透色谱(Waters515HPLC)测定，溶剂为氯仿；聚合物的本体粘度用乌氏粘度计在30ºC条件下测定，溶剂为氯仿，聚合物的浓度为0.5g/dL；热稳定性和玻璃化转变温度分别由热重

/差热分析仪(SeikoSSC-5200TG/DTA)和差示扫描量热分析仪(Seiko220)测定。

1.2含氰基双二氮杂萘酮的合成

含氰基双二氮杂萘酮经过二步反应合成(Scheme1)。往装有氮气进口、分水器、冷凝管和磁力搅拌的三口烧瓶中加入4.84克（20毫摩尔）2-(4-羟基苯酰)苯甲酸、1.39克（10毫摩尔）2,6-二甲基苯腈、4.15克（30毫摩尔）无水碳酸钾、40毫升DMAc

和20毫升甲苯。反应物145℃下回流除水3小时，然后升温至175℃回流12小时。冷

却至室温，反应混合物倾入蒸馏水中，过滤。往滤液中滴加5％稀盐酸调pH值至酸性,

过滤得淡黄色粉末。

往装有冷凝管的250毫升烧瓶中加入5.84克（10毫摩尔）前述的淡黄色粉末、2.50克（50毫摩尔）水合联氨和150毫升甲醇。反应物在80℃下回流12小时。反应初期，反应混合物为白色浊液，半小时后变为暗黄色溶液，约2小时后出现白色沉淀。冷却至室温，过滤收集沉淀并用甲醇冲洗三次，得5.01克白色固体。产率为86.9％，熔点

为389-390℃。

Scheme1Synthesisofbisphthalazinonecontainingnitrilegroup

1.3含氰基聚芳醚的合成

含氰基聚芳醚由含氰基双二氮杂萘酮与二氟芳香化合物通过溶液缩聚制备(Scheme2)。往装有氮气进口、分水器、冷凝管和磁力搅拌装置的25毫升三口烧瓶中加入1.0毫摩尔的双二氮杂萘酮和1.0毫摩尔二氟单体、1.4毫摩尔的无水碳酸钾、6毫升DMAc和6毫升甲苯。反应物以甲苯为带水剂，在145ºC反应3小时，除去甲苯后升温至175℃回流5小时。冷却至100℃,加入2毫升DMAc稀释反应混合物。冷却至室温后，把反应混合物倾入不断搅拌的200毫升甲醇中，过滤并用甲醇冲洗三次，得淡红色絮状聚合物。

Scheme2Synthesisofnitrile-containingpoly(phthalazinoneether)s

2.结果与讨论

2.1单体合成与表征

在碳酸钾的作用下，2-(4-羟基苯酰)邻苯甲酸先生成酚氧负离子，亲核进攻2,6-二氟苯腈的氟位碳，氟离去发生亲核取代反应，最后通过酸化得到含苯腈结构的二羧酸。含氰基的双二氮杂萘酮由上述二羧酸与水合联胺通过关环反应合成。产物的结构

用1H-NMR确认,结果如下:1H-NMR(400MHz，D">7.42(d,2H,J=8.7Hz),7.67(t,1H,J=8.5Hz),7.72(d,2H,J=8.7Hz),7.77(d,2H,J=7.2Hz),

7.78-7.97(m,4H),8.36(d,2H,J=7.2Hz),12.89(s,2H).对各类氢作了一一归属(见Figure

1),化学位移为12.91ppm处的单峰是二氮杂萘酮氮原子上氢原子的特征峰，8.36ppm

处双峰、7.78-7.97ppm处的多峰和7.72ppm处的双峰分别归属为Figure1中2、3、4、

5号氢原子，这些都是二氮杂萘酮的特征峰。

Figure11HNMRspectrumofbisphthalazinonecontainingnitrilegroup

2.2含氰基聚芳醚的合成

含氰基的聚芳醚容易通过亲核取代反应制备。反应过程分为两步:首先是二氮杂萘酮在碱性条件下先形成氮负离子，该氮负离子与酚氧负离子一样，具有很强的亲核性，可以进攻芳环上被活化的二卤化合物。在本文中，氮负离子进攻活化二氟单体，进行亲核取代缩聚反应，从而生成新型聚芳醚高分子。聚合结果列于Table1中,三种聚合物的本体粘度为0.23dL/g、0.28dL/g、0.39dL/g,数均分子量为19330、26840、36463，分布指数分别为1.46、1.82、2.52，证明得到的聚合物分子量比较高，分布也比较窄。

2.3含氰基聚芳醚的热性能

Figure2DSCcurvesofpolymers6a-6c

Figure3TGAtracesofpolymers6a-6c

聚合物的热性能由差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)测定。与本实验室前

期合成的含双二氮杂萘酮的聚芳醚相比[6-7]，本文合成的含氰基的聚芳醚也具有较高的玻璃化转变温度和优异的热稳定性。Figure2是聚合物的DSC曲线图，三种聚合物都具有较高的玻璃化温度，分别是320ºC、293ºC、263ºC。这是因为三种聚合物都包含刚性的双二氮杂萘酮部分，其扭曲非共平面结构增大了分子链中的空间位阻，妨碍了分子链的运动，使玻璃化转变温度升高。另外两个氧原子连在刚性的氰基的邻位，使整个分子链的刚性增加，分子链运动困难，进一步导致玻璃化转变温度升高。Figure3是聚合物的TGA曲线图，从图中可以看到，这三种聚合物有相似的热失重行为：400ºC以前没有明显的失重，质量失重5％出现在500ºC左右，分别为494ºC、492ºC和495ºC，分子主链分解发生在520-580ºC之间。这些结果说明合成的含氰基的聚芳醚热稳定性非常好，适宜于用作耐高温材料。

2.4聚合物的溶解性能

含氰基聚芳醚的溶解性能列于Table2中。三种聚合物的溶解性能比较好，易溶于氯仿、二氯甲烷等氯代溶剂，能溶于极性非质子溶剂(DMAc、DMF、NMP等)，其可能原因：一是分子主链中存在柔性的醚键；二是引入大体积，扭曲的二氮杂萘酮结构破坏了聚合物分子结构的规整性，从而提高聚合物的溶解性。良好的溶解性能有利于对其进一步加工处理，这也是含二氮杂萘酮结构聚芳醚的特点。

3.结论

本文通过在聚芳醚骨架中同时引入二氮杂萘酮结构单元和氰基强极性基团，合成了一系列高性能的高分子材料，并对其综合性能进行了表征，结果表明，所合成的聚合物具有优异的热稳定性和较高的玻璃化转变温度。并在常见的氯代烷烃和极性非质子性溶剂中具有比较好的溶解性。

参考文献

[1]LUJ.P.,MIYATAKEK.,HLILA.R.,etal.Macromolecules[J],2001,34:5860-5867

[2]KONGLing-huan.(孔令环),XIAOMing(肖敏),WANGLei(王雷),etal.,CHEM.J.Chinese

Universities(高等学校化学学报)[J],2006,27(6):1141-1144

[3]ZHOUHong-wei(周宏伟),GAOZi-hong(高自宏),LIUXin-cai(刘新才),etal.CHEM.J.Chinese

Universities(高等学校化学学报)[J],2005,26(6):1180-1182

[4]BERARDN.,HAYA.S.,Polym.Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1993,34:148-149

[5]YOSHIDAS.,HayA.S..Macromolecules[J],1995,28:2579-2581

[6]WANGS.J.,MENGY.Z.,HLILA.R.,etal.Macromolecules[J],2004,37:60-65

[7]WANGS.J.,MENGY.Z.,TJONGS.C.,etal.J.Polym.Sci.,PartA:Polym.Chem.

[J],2003,41:2481-2490

[8]ZHUXiu-lin(朱秀玲),JIANXi-gao(蹇锡高),LUYe(卢冶),etal.CHEM.J.ChineseUniversities(高等

学校化学学报)[J],2003,24(2):355-358

[9]JIANXi-gao(蹇锡高),CHENPing(陈平),LIAOGong-xiong(廖功雄),etal.ActaPolymericaSinica(高分子学报)[J],2003,(4):469-474

[10]ZHANGHai-bo,PANGJin-hui,WANGDong,etal.J.MembraneSci.[J],2005,264:56-64

高性能范文篇6

关键词：公路桥梁高性能混凝土

高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇筑、振捣时不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用，使高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。

高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。

高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土道路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化丽剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。

一、研究高性能混凝土在路桥中应用的意义

随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝的发展趋势。

1.1国际化目标要求。1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议，提出路面设计不仅要提出平均强度要求，还应提出耐久性要求在未来发展方向中提出抗拉强度达17MPa的超高强混凝土，用于铺筑连续的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、抗渗性都是很重要的，而这是需要通过高性能混凝土来实现的。

1.2高性能路桥路面混凝土的强度。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能路面混凝土可以显著提高路面的承载能力，延长使用寿命或减薄路面的厚度以降低工程造价。

1.3高性能路桥路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在路面的设计使用期限内，混凝土能够正常工作。

1.4高性能路面混凝土的变形性质

1.4.1干缩路面板表面积很大，蒸发量大，干缩有可能引起路面表面产生收缩裂缝，需加强养护。

1.4.2抗折弹性模量高性能路面混凝土的抗折弹性模量E，经实测，1级为4.305104Mpa，2级为4.845104Mpa，3级为4.605104Mpa。强度3级的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量较少，粗骨料最大粒径较小。

二、高性能混凝土在桥梁中的应用

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：a.跨径更长；b.主梁间距更大；c.构件更薄；d.耐久性增强；e.力学性能加强。

三、混凝土在公路中的应用

高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。

高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性(高流动、高粘聚性、高可浇注性)等优异性能。其配制的基本思想是：通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂。同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。

公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如果能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，而采用高流态(接近自流平)，坍落度达240~270mm的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。

四、高强混凝土应用的施工工艺

4.1采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时问内将其搅拌均匀，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。

4.2制备高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确。使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

4.3浇筑时不仅操作困难，而且也无法进行外加剂的后添加。

4.4由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。

五、结语

5.1公路和桥梁应用高性能混凝土的耐久性问题，应引起有关部门的高度重视，从战略的高度来认识这个问题。开展公路桥梁高性能混凝土的研究和开发具有重要的意义。公务员之家

5.2展公路桥梁高性能混凝土的研究，应结合混凝土自身特点和要求进行。但是也应该考虑到，随着混凝土技术的高流态、免振自密实高科技方向的发展，公路桥梁混凝土施工工艺改革势在必行。

5.3现公路桥梁高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂。经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。简单地说，就是高强水泥+复合高效外加剂+优质矿物掺合料+优质骨料。

参考文献：

[1]H.索默.高性能混凝土的耐久性[M]北京：科学出版社，1998

高性能范文篇7

关键词：高性能混凝土；道桥建设；研究

道桥建设和人们日常出行以及社会经济的发展有着密切关系，为了保证道桥功能的有效发挥，在道桥工程施工中需要施工人员加强对施工过程的全面监督及管理，了解高性能混凝土的特点，优化施工模式，并且将质量意识落实到各个施工环节中，全面保障道桥工程本身的施工品质，从而使我国道桥行业获得平稳的发展，不断完善我国的基础设施建设水平。

一、道桥建设中高性能混凝土产生的问题

（一）施工材料质量问题

为了使道路桥梁工程施工效果得到全面提高，在实际工作中需要施工人员了解道路桥梁工程高性能混凝土质量产生的原因，调整现有的施工方案，从而使质量问题能够有所缓解，全面地保障道桥工程的施工效果。道桥工程相比于一般工程建设来说质量标准和要求较高，其中所暴露出的问题较多，例如由于工程施工环节较为复杂，不同环节对材料的要求较高，如果相关材料采购人员并没有加强对所采购材料质量问题的深入性分析，或者是当前材料市场中的材料类型较多，鱼龙混杂问题较为严重，均会导致出现材料不合格的原因[1]。如果在实际施工的过程中存在高性能混凝土品质无法满足相关的要求，随着时间的推移在后续道桥工程使用时会出现较为严重的裂缝问题。在工程中，路桥材料方面最常见的不良问题也是道路工程裂缝发生的原因，这增加了安全问题的发生次数，并且也会导致高性能混凝土裂缝的频繁出现，对道路桥梁的使用寿命造成较为严重的影响，使得我国当前道桥建设行业无法获得平稳发展。

（二）压力问题

在当前道路桥梁工程中产生质量问题的原因还和压力有着密切关系，相关施工人员在进行道路桥梁施工期间，由于相关材料存在某些偏差，并没有完善当前的设计方案，或者设计人员没有和现场施工情况以及后续道路使用需求相互匹配，使得道路桥梁实际的压力和目标载重能力出现了不符的问题，在此期间随着时间的推移导致道路桥梁所受的压力逐渐增加，并且受力是持续的过程，引发较严重的高性能混凝土开裂问题。再加上施工的过程中受到周边环境的影响，不得不对当前的设计方案进行修改，使得原有构造发生了一定的改变，这就使得承载能力在逐渐下降。当超出预定的压力后，裂缝问题逐渐严重，对道路桥梁的正常使用造成一定影响。

（三）温度的变化问题

温度也是导致道桥工程高性能混凝土出现质量问题的原因，例如在高性能混凝土添加水泥之后，水泥水热化后热量被困在高性能混凝土内部无法全面挥发，会导致高性能混凝土内外部温度产生差异，暴露在外部的高性能混凝土会受到自然环境或者是外力影响，快速地散热，导致高性能混凝土内外温差越来越大。在高性能混凝土周边形成较为明显的温度应力。一旦应力超出高性能混凝土的抗拉强度或者是承受的极限，高性能混凝土内部会出现膨胀不均的情况，这样一来高性能混凝土表面会受到压力的影响而出现裂缝的问题。温度原因所产生的裂缝还和高性能混凝土的施工材质以及施工工艺有着密切的关系，例如高性能混凝土在高温天气，如果遭到暴晒或者低温天气的冰冻，也会产生较为严重的温度变化情况。内部的应力和高性能混凝土抗拉强度差异较为明显或者是超出了抗拉力，会导致高性能混凝土出现严重的裂缝问题，对高性能混凝土的正常使用造成严重的影响，也会缩减高性能混凝土本身的使用寿命，对后续道路桥梁工程的正常运行造成了较为严重的影响。

二、高性能混凝土在道桥施工中的具体应用

（一）制定正确的施工模式

在道路桥梁工程施工的过程中，高性能混凝土质量问题所产生的影响较为突出，不仅会引发较为严重的质量问题，还会增加安全问题的发生，所产生的影响较为突出。因此在道路桥梁工程施工中，要制定正确的施工模式，调整现有的施工目标，将质量意识落实到不同的施工环节中，从而保证高性能混凝土施工的顺利进行。首先在施工现场需要加强对材料质量的深入性检查，切实保证材料质量符合相关的设计要求，杜绝劣质材料混入到施工现场中，造成较为严重的后果。另外还需要防止在道路桥梁施工中偷工减料事件的发生，尽可能降低裂缝问题产生的概率，例如应当积极使用低水化热的火山灰水泥，保证工程的质量[2]。材料采购人员在进行材料采购的过程中，需要加强对高性能混凝土市场的深入性考察，和供销商开展深入性的合作，全面考察高性能混凝土本身的质量以及品质，和施工要求进行相互的匹配，降低质量问题的发生概率，全面保证道路桥梁本身的施工效果。此外，在后续施工过程中还要严格按照施工要求完成规范性的施工，并且还需要具体问题具体分析，采取更加科学的预防措施。例如对于受力较小的部位如果抗拉性能能够保证高性能混凝土不会出现裂缝，不需要配增其他的钢筋构造。如果某些部位受力较强，要根据实际使用情况增加钢筋的构造，从而减少裂缝问题的发生概率。另外，在高性能混凝土振捣的过程中需要在高性能混凝土浇筑之后进行操作，以此来增加高性能混凝土本身的密实程度。为了防止温度裂缝和收缩裂缝的出现，还需要在实际施工过程中对后浇带进行科学的设置，根据现场情况优化当前的施工方案，从而使道桥工程施工效果能够得到全面提高，为后续工程建设奠定坚实的保障。

（二）裂缝的处理

在道路桥梁高性能混凝土施工过程中会因为内外部因素的影响出现裂缝问题，为了防止裂缝进一步扩大，相关施工人员需要根据现场情况采取科学的裂缝处理措施，减少裂缝对道路桥梁所产生的影响，全面保证道路才能本身的品质。首先是对细小裂缝的处理，如果裂缝并不深，可以在裂缝内部注入防水材料，适当增强道路高性能混凝土本身的抗渗性能，也可以配合着有效的修复，减少对后续使用所产生的影响。对较深的裂缝通常会以低压低速的方式向高性能混凝土内部注入水泥浆，确保其中没有任何的水分以及空气减少对高性能混凝土所产生的影响，这样一来可以使高性能混凝土的强度和耐久性得到全面提高，减少裂缝问题的发生程度[3]。对较宽的裂缝，在实际处理的过程中需要先清除高性能混凝土裂缝表面较软的高性能混凝土物质之后再将膨胀高性能混凝土填入其中，保证裂缝两边材料能够获得有效的融合，全面保障高性能混凝土本身的施工效果。对深度较大的裂缝处理要根据道路桥梁的使用要求和使用标准做好日常的优化，防止出现裂缝逐渐恶化的问题。对于这一类裂缝凿除处理之后，再对裂缝进行有效的清洗以及清理，从而使泥浆使用效率得到全面提高。另外，还需要进行高压喷射之后，再添加厚度合适的钢板，达到良好的固定效果，防止裂缝的进一步蔓延。值得注意的是，钢板的转接方向不要和裂缝方向保持水平一致，有效控制好裂缝的发生，避免对后续使用产生一定的影响。在裂缝处理时，需要根据现场的施工特点和周边的自然环境加强对道路使用需求的深入性分析，之后快速发现容易发生裂缝问题的部位，全面调整现有的施工方案，并且在处理完裂缝之后需要进行现场的科学检查。在确认没有任何问题之后才可以停止修复，从而使高性能混凝土中的裂缝问题能够有所解决。

（三）优化施工流程

1.配置工艺标准为了使高性能混凝土施工水平得到全面提高，在实际工作中需要优化当前的施工流程，为道桥后续的使用奠定坚实基础。高性能混凝土属于融合不同材料以及配置的建设材料，通过正确配比来提高工程的施工效果。混凝土的配比涉及不同高性能的发挥，例如混凝土的强度和稳定性等，因此在实际工作中需要严格按照当前的施工流程，优化混凝土的配比，以此来完善当前的工作模式。在进行高性能混凝土配比过程中，需要严格按照施工标准来商讨混凝土的配比方案，之后再构成更加优质和高性能的混凝土建筑材料，为后续施工提供重要的保证。在实际配比时，施工人员需做好全面的监督以及管理，避免出现较为严重的偏差，严格核对不同的数值，全面提高高性能混凝土的施工水平。在配置高性能混凝土时用水量较少，拌合时较稠，这时要选择拌和性能较好的设备进行日常的操作，各种原材料的剂量要非常准确，并且还需要加强对其中砂石含水量的有效控制，注意科学配比，逐渐优化高性能混凝土的施工模式，为后续施工奠定坚实的保障。由于高性能混凝土对配比的要求较高，所以在实际工作中需要加强对重点内容的深入性分析，例如要选择高效能的粉煤灰以及矿渣，并且还要考虑混凝土本身的流动性，凭借高质量高性能的混凝土完成当前的施工配比，从而使混凝土施工效果得到全面提高。在进行配比时需要选择无污染无杂质的纯净水进行日常的操作，避免对混凝土后续的使用造成一定影响。2.高性能混凝土的浇筑高性能混凝土的浇筑也是在实际施工时需要特别注意的问题。高性能混凝土浇筑施工操作较为困难，并且也无法进行外加剂的后续添加。因此在混凝土施工的过程中，需要严格按照浇筑的要求以及标准全面衡量周边的温度和坍落度等相关指标，其密实程度需要符合后续的施工要求。如果在材料施工时，周边环境较为恶劣，例如出现了风速较大和炎热的天气，需要采取更加科学的防护措施或者是调整现有的施工方案，使混凝土的浇筑质量能够得到全面提高。在混凝土浇筑之前需要加强对天气情况的科学预测，再按照混凝土的施工要求完善当前的浇筑模式，避免对混凝土的应用造成一定的影响。在连续浇筑的过程中需要保持混凝土具备较强的坍落度，当混凝土坍落度不同时，各个指标之间的差异会使得混凝土出现严重的收缩裂缝，对混凝土后续的使用产生一定的影响。因此在实际工作中需要加强对这一问题的有效认识，优化当前的工作模式。另外还需要注意在混凝土浇筑的过程中，需要严格保证模板尺寸的大小以及刚度符合施工的标准，在浇筑之前进行全面的测量，避免对混凝土后续的使用产生一定的影响，之后还需要保证钢筋和导管的埋设位置正确。为了确保高性能混凝土浇筑和搅拌工序的顺利进行，需要防止水渗入到木质模板中，这主要是由于木板和钢筋品质影响混凝土浇筑的厚度，如果在这些环节出现偏差，会对混凝土后续的使用产生一定的影响。在雨雪天气进行混凝土浇筑时，需要选择正确的排水和防水方式，等到一切准备工作完成之后再进行混凝土浇筑，保证各项工作能够更加科学的落实。在浇筑高性能混凝土工序内部要完成持续性的泵送混凝土作业，等到混凝土运输到规定地点之后，再完成混凝土的浇筑，使整个混凝土浇筑工作能够更好地执行，保障混凝土本身的品质，全面提高工程的施工质量。3.振捣技术在实际施工过程中需要采取专业性的仪器设备来进行规范化的操作，可以采取插入式的振捣器进行有效的操作，并且在实际操作之前需要确定好振捣的速度以及振捣的位置等，严格按照施工的标准和要求进行日常的操作。值得注意的是，在振捣时不要出现任何的遗漏问题，整个工作要非常均匀，并且振捣器不要和钢筋结构和模板相隔太近，避免对其他的工程造成一定的影响。每个振捣工作要在节点中持续30秒左右，可以进行重复性的振捣，直到满足相关的施工要求以及标准。另外还需要全面观察其中所存在的气泡情况，当有异常情况要马上提出相对应的解决措施，从而保证工程本身的施工质量。除此之外也可以采取平板振捣的方式，在选择这一方法时，要特别注意边缘部分的振捣以及夯实，防止对混凝土的施工产生一定的影响。4.混凝土的养护为了使高性能混凝土的作用能够得以充分发挥，在实际工作中需要做好高性能混凝土的养护工作，为后续使用提供重要基础。在实际养护的过程中要适当增强混凝土的强度和正常的硬化性能，这主要是由于高性能混凝土的水会比较低，再加上材料本身处于缺水状态，随着时间的推移，会由于温度的影响而出现严重的裂缝问题，因此在实际工作中需要加强对高性能混凝土的科学养护，逐渐改善当前的工作方案，充分发挥高性能混凝土本身的应用优势。在完成施工之后，需要对高性能混凝土表面采取一定的保温保湿措施，可以在混凝土表面加盖塑料薄膜，防止出现适度的流失。如果在进行预制箱梁等大型构件养护过程中可以采取低温蒸汽的方法来进行养护，做好资源的科学调配，避免对混凝土养护造成一定的影响。另外，在混凝土初凝之后也要马上进行浇水养护，要严格把握当前的养护时间，减少对混凝土使用所产生的影响，全面保障混凝土本身的性能以及质量，为后续道路桥梁工程的使用奠定坚实的基础。在完成养护工作之后需要进行指标的再一次核对，在确认没有任何问题之后需要进行严格的检查，充分发挥高性能混凝土本身的建设优势。

三、结语

近几年来，随着我国建设行业的不断发展，道桥工程的施工品质要求在逐渐增加，为了避免对后续使用产生一定的影响，在实际施工的过程中，相关施工人员需要加强对高性能混凝土裂缝的有效认识，采取更加科学的预防措施以及治理措施，减少裂缝对道桥工程所产生的影响，全面保证工程本身的施工效果，为道路桥梁工程后续的使用奠定坚实基础。

参考文献：

[1]吕建峰.公路桥梁施工中高性能混凝土的利用[J].黑龙江交通科技，2019（16）：29-30.

[2]于洋.高性能混凝土在公路桥梁施工中的利用[J].商品与质量，2019（9）：68-70.

高性能范文篇8

关键词：道路桥梁工程；高性能混凝土；施工应用

与传统的混凝土结构相比，高性能混凝土结构具有强度高、性能更好的特点，现已广泛地应用于各类建设工作之中，并且取得了非常好的应用效果。不过在对高性能混凝土进行实际应用的过程中，对于相应的施工技术以及施工管理措施有了更高的要求，需要相关人员严格按照相应的规范和标准进行施工建设，并做好高质量的施工管理工作，最终确保道路桥梁工程建设具有更高的建设质量。

1高性能混凝土含义

高性能混凝土是指：施工性良好。常规施工条件下能够保证混凝土结构均匀及密实，且能使振捣密实耗能及震动噪音降至最低；强度高。使得建筑结构中的肥梁胖柱现象尽量减少，同时能够兼顾建筑结构挠度及建筑美感、建筑功能等需求；耐久性良好。这一性能包含了抗水砂冲刷、抗冲击、抗渗、抗冻等性能；特殊性能。比如吸声性、高耐磨性、自呼吸性及超早性等。高性能混凝土在开发过程中，一般会使用掺合料和外加剂等，以此使得水泥得到节约，进而使环境得到保护，自然资源及能源得到节约。不过高性能混凝土研究及开发人员，都很少从能源及资源、环境保护方面对高性能混凝土开发及研制进行关注，强调在任一建筑工程中高强混凝土的使用，这对于地球宝贵的资源无疑是一种浪费，在现代资源有限的大背景下，这是极为不合理的。

2高性能混凝土需要满足的条件

在20世纪90年代提出的高性能混凝土中，需满足以下条件：首先掺料水泥要保证绿色性，砂石料在开采过程中，对于环境的破坏有限，同时开采秩序性强，无浪费现象；其次是水泥应用量要尽量减少，以此使水泥应用中产生的污染降低，比如排放的NOX、SO2、CO2等气体，以此实现对环境的保护；尽量多的使用工农业废物，当然是经过一定处理后的，比如稻壳灰、优质粉煤灰及细料矿渣等可以作活性掺合料使用，以此使水泥应用量减少，对于混凝土性能也有加强作用；应用大量黑色纸浆废液以及工业废液改性制作的减水剂，以及其基础上进行开发的外加剂，不仅使得建筑用料减少自然资源，同时帮助工业消化工业污染液体；集中进行混凝土搅拌，使混凝土搅拌现场出现的废水以及粉尘、废料得到消除，同时对废水及废料应用进行加强；高性能混凝土优势发挥，通过高性能混凝土的应用，能够使得建筑结构的体积及截面积减小，进而使得混凝土使用量减少，达成砂石、水泥用量减省的效果。对施工工艺进行改良，使混凝土浇筑及振捣过程中的耗能及噪音较小。通过对混凝土耐久提升，对结构使用年限延长，节约重建及维修费用，自然资源也能得到保护；最后则是对大量拆除的建筑中，对建筑混凝土再利用加强，优化并推广使用再生混凝土。

3高性能混凝土的具体应用分析

3.1高性能混凝土配合比设计。在道路桥梁工程中应用高性能混凝土，做好相应的配合比设计是施工过程的首要任务，设计是否合理，关系到施工质量及施工成本控制，因此需要更加科学、严谨。高性能混凝土在抗裂性能、抗渗性能、抗冻性、抗腐蚀性等耐久性要求较高，并且要求具有较好的工作性，因此，应严格按照高性能混凝土配合比的设计方法进行设计，科学的设计各项参数，并在施工过程中根据原材料含水量及各项指标的变化进行调整，才能达到最佳的效果。①水胶比：根据道路桥梁工程建设对混凝土强度的设计要求，在配合比设计过程中要尽量降低水胶比，提高混凝土的强度、增大流动度，可以采用加入聚羧酸高效减水剂，以满足混凝土对强度和工作性的要求。②矿物掺合料：矿物掺合料能够有效改善混凝土的抗侵蚀性能，加入一定量的矿物掺合料有利于提高混凝土的耐久性。粉煤灰的掺量宜为25%～30%。磨细矿粉的掺量宜为30%～50%。③含气量：高性能混凝土的抗冻性能控制主要通过混凝土的含气量指标控制，在配合比设计过程中加入一定比例的引起剂，能够在混凝土内部形成均匀、细小、封闭的微小气泡，不但可以提高混凝土的抗冻性，还能有效改善混凝土的工作性。④砂率：高性能混凝土是由粗骨料形成的密集配骨架体系，细集料的主要起到填充作用，控制粗细集料比例的指标为砂率。选择适当的砂率，能够大大增强混凝土的弹性模量和尺寸的稳定性。3.2混凝土搅拌。高性能混凝土具有低水灰比的特性，因此做好混凝土的搅拌工作至关重要。混凝土在搅拌过程中，需将各种原材料充分混合，且颜色均匀，并且在混凝土搅拌结束后保证混凝土工作性能符合现场施工的实际要求。3.3混凝土运输。道路桥梁工程高性能混凝土施工均采用厂拌方法，即由混凝土搅拌站完成混凝土的生产，由混凝土运输车完成混凝土的运送至施工现场，完成混凝土的浇筑。目前混凝土的运输主要采用混凝土运输车运输的方式，并且在混凝土运输过程中需要采取相关的措施防止混凝土出现不良现象。3.4混凝土浇筑。混凝土浇筑要进行施工技术交底，确定浇筑段落，宜分成浇筑，每层浇筑一次成型。混凝土浇筑前，要严格检查模板缝隙及加固方式等，要完全符合规范及设计的标准要求。浇筑过程及浇筑方法要严格按照大体积混凝土的浇筑方案进行控制，做到及时振捣，各个部位浇筑及时，防止出现空鼓，漏震，过震、泌水等现象。同时，要做好混凝土浇筑记录，记录浇筑过程中混凝土的状态，以便后期查找。3.5混凝土养护。高性能混凝土的养护方式分为自然养护和蒸汽养护，一般情况下均采用自然养护，特殊情况采用蒸汽养护。采用自然养护时，混凝土表面应进行覆盖，一般采用草袋或者麻袋进行覆盖，并将其表面覆盖塑料薄膜，并及时进行洒水，保证混凝土养护环境湿度。蒸汽养护一般为室内养护，能够较好的控制湿度和温度，养护时间不少于7d，蒸汽养护结束后可进行自然养护。无论是何种养护方式，在养护过程中均应控制好养护温度与湿度，并做好养护记录。3.6混凝土拆模。混凝土的拆模时间由混凝土拆模后的力学性能要求及工地试验室的立方体混凝土抗压强度来确定，拆模后混凝土不得出现掉角、破损、变形等现象方可拆除相应的模板。同时，在混凝土拆模过程中，应严格关注混凝土内外温度变化，防止由于混凝土内外温差造成的温度梯度从而产生的温度应力，使得混凝土表面出现裂纹等现象。混凝土的拆模工作也要考虑气候及天气情况的影响，大风、雨雪及气温骤变均不宜拆模作业。

4结束语

综上所述，在道路桥梁工程的施工建设过程中，合理地应用高性能混凝土结构，能够使得道路桥梁工程建设具有更高的质量保证，同时还能节约相应的建设成本，使得施工企业的经济效益达到最大化。因此，作为相关的施工人员，需要充分掌握高性能混凝土运用的要点，不断改进和完善高性能混凝土的施工技术措施，突破实际施工过程中的难点，将高性能混凝土技术的应用价值充分发挥出来。

参考文献

[1]徐兴利.高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].绿色环保建材，2018（10）：122.

[2]葛庆.高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].工程建设与设计，2017（20）：134-135.

高性能范文篇9

一、航空发动机仿真计算特点

航空发动机仿真，涉及了内流气动热力学、结构力学、材料等多个学科的相关技术，其依托高性能计算基础资源并利用CAD/CAE等专业应用软件，实现对航空发动机整机、部件以及系统的高效率、高保真耦合数值模拟。其仿真计算过程可分为前处理、求解、后处理三个阶段。（一）前处理。前处理的主要工作是进行几何模型、网格模型的建立。首先参照实物状态进行建模，然后对照几何模型设定计算域并进行网格划分，最后配置求解前的各边界条件、初场等，完成计算参数的设定。（二）求解。求解主要是利用计算机CPU对仿真模型进行分析，计算各个网格单元结构，预测模型的变化特性、趋势等。其主要包含结构分析、流体动力学分析、电磁场分析以及多物理场的耦合分析等。（三）后处理。后处理的主要工作是处理期望的求

解结果，通常利用残差图、云图等相关特性图进行辅助分析，提取求解结果中的关键数值。

二、航空发动机仿真算力需求分析

根据航空发动机仿真计算的特点，各阶段对硬件资源的需求不同，高性能计算资源的配置将直接影响仿真计算的效率表现。前处理、后处理阶段涉及的仿真应用属于GPU密集型，需要使用大量的图形资源，对显卡的图形处理性能有着较高的要求；求解阶段为数学方程计算，以CPU计算为主，结合GPU辅助加速等方式实现数值分析，对CPU的主频、核心数、内存容量以及磁盘读写速度都有着极高的要求，不同求解方式对于硬件资源的需求都略有差异。

（一）前后处理需求分析

前处理阶段与后处理阶段对于计算资源需求类似。以一个网格量达到亿级、文件大小30GB的三维模型为例，在工作站上（CPU6核、内存64GB、硬盘4TB、显存8GB）进行前处理工作，模型可缩放拖拽但不流畅，设备显卡、内存负载较高。求解完成后，进行速度变量处理、切面分析等后处理操作，设备CPU单核负载已达99%，内存使用量约50GB，显卡GPU利用满载，详见图1、图2所示。由此分析可知，在航空发动机仿真设计的前后处理阶段，对CPU单核处理性能、内存大小、显存缓存均有着十分高的性能要求，配套的高性能计算基础资源必须满足以上几个方面的需求。

（二）求解需求分析

在求解阶段，常用的CAE仿真计算类型有流体计算、隐式有限元计算、显式有限元计算等。流体计算可用于模拟仿真发动机内部实际的流体流动情况，其原理是用数值方法求解代数方程组以获取流场解；有限元计算是基于有限元模型完成有关的数值计算，其基于区域分解法来实现计算过程的并行化处理，主要包括隐式求解和显式求解两类。流体计算。流体计算利用流体力学中经典的数学思想与计算方法，依托大量高性能的计算机资源，通过并行处理等技术，完成数学模型的快速求解。流体计算软件商业化程度很高，较为流行的商业软件包括：CFX、Fluent等。各类软件大多具备较强的并行扩展能力，可加快网格模型的求解效率，其原理是将求解模型分解成多个区域，每个区域分配一定的CPU资源开展计算，多个区域之间通过并行计算实现整个问题的高效求解。划分越多的CPU资源，计算效率将会明显提升。隐式有限元计算。隐式求解通常用于结构静力学、动力学分析，其通常采用共享内存并行和分布式内存并行的方式进行计算，要求节点的内存容量大、磁盘IO速度快，对于单进程的读写带宽也有着较高的要求。该类计算对资源的需求和流体计算有着明显的区别，当采用更多核数计算时会一定程度上提高并行效率，但并行效果不如流体计算，而伴随而来的问题则是存储读写带宽大幅增加。此类计算适合在单节点内运行，须保证节点的CPU单核性能、内存容量、单线程读写性能以及链路聚合带宽。显式有限元计算。显式求解通常用于计算变形、包容性验证等动力学问题。相较于隐式求解，显式解法对内存、磁盘IO和通信延迟的要求要低一些，对硬件平台的可扩展性适配较好。相较于流体计算，整体对资源的需求类似，但在内存容量方面需求更大。

三、高性能计算应用技术研究

研究航空发动机仿真计算需求的主要目的是为了能够更深刻、更详细的了解业务与计算力的需求关系，以及计算力是如何解决业务问题的。透彻的需求分析，能够在高性能计算技术运用时，更加准确、合理的提出架构设计、集群硬件选型以及相关软件系统的应用，最终形成覆盖航空发动机仿真计算业务全过程的高性能计算平台。通过上述研究，本文对航空发动机设计仿真的资源需求进行了汇总，如表1所示。通过深入研究航空发动机仿真计算的类型与特点，对算力资源需求展开详细分析，明确了高性能计算平台基础运行环境的选型配置将直接决定仿真计算的效率，共性的服务器配置无法有效满足全部业务需求。因此，在开展面向航空发动机仿真特点的高性能计算应用时，须重点考虑计算、网络、存储、管理、图形等多类资源的规划配置，总结为以下几点：在计算资源规划上，始终要保证以仿真业务需求为核心，计算资源建议由高密度节点、大内存节点等多形态节点组成，形成差异化的高性能计算资源池，满足仿真计算各阶段不同类型计算资源的需求，保证资源利用的最大化。在网络资源规划上，将网络划分为计算和管理网络。根据行业应用特点，计算网络推荐采用低延迟、大带宽的Infiniband网络，管理网络则采用核心—接入的二层以太网架构模式，并将业务管理网络和设备管理网络独立建设。在存储资源规划上，根据仿真计算类型等业务需求，采用可扩展的并行存储，配置并行文件系统。架构设计以一级存储（存储）加二级存储（备份）的运行方式，重点提升存储聚合带宽、单线程读写速度，扩容存储容量，满足各类仿真计算类型的存储应用需求。在管理资源规划上，配置冗余的管理/登录服务器搭载作业调度、仿真应用软件，按需开展统计报表、集群管作者单位：中国航发湖南动力机械研究所理等系统建设，实现高性能计算平台统一运维，保证高性能计算平台的稳定、高效运行。在图形资源规划上，集中配置图形服务器或工作站。通过灵活的资源池划分与作业调度策略，实现有限元计算、前后处理、三维设计等多态仿真在集中资源池的“云化”应用，全面提升设备使用效率，形成一套完整的面向航空发动机仿真计算全过程应用的高性能图形资源池。

四、结语

高性能范文篇10

科学技术的迅速发展，拓宽了高性能永磁铁氧体的应用领域，电子信息技术革命推进了世界经济的发展，为适应市场的需求，磁性材料的生产中心正逐步由发达国家向发展中国家转移。由于我国具有原材料资源丰富、劳动力成本低廉等优势，近十余年磁性材料的生产规模以20％左右的年增长速度持续发展，发展速度居世界首位，永磁铁氧体的产量已接近全世界产量的1／3，但我们在产品结构上存在着低档次产品比重大，而技术含量高的中、高档产品比重小的问题，产值还未占到世界的1／10，以致出现不少企业效益低，甚至亏损的情况。我国即将加入WTO，这将给磁性材料产业的发展带来新的机遇，同时我们也将面临更加严峻的挑战，这就要求我们要有尽快缩小我国磁性材料产品与国际先进产品差距的紧迫感，当务之急是要在扩大规模生产的同时，努力提高产品的性能，增加技术含量，降低生产成本，以全面提升在国际市场上的竞争力。

2先进的工艺技术和设备是产品上档升级的关键

一代技术，一代设备，是生产一代新产品的基础和保证。要生产出高性能的永磁铁氧体，必须系统地研究制粉、成型、烧结等各工序的先进工艺技术并配置能满足先进工艺技术要求的先进设备。宜宾899厂通过加强技术改造，研究改进生产工艺技术，引进国外先进设备，使产品性能和质量得到显著提高，现已能生产出相当于日本FB5B，FB5H和FB6E等高档材料的产品。但由于先进设备的数量及设备能力的匹配等方面的影响，还未能形成规模化生产能力，稳定性和一致性也不能充分满足市场需求。

由于诸多原因，国外先进设备的价格令国内大多数企业望而却步，而国内设备与国外先进设备相比，在自动化、智能化、稳定性、生产效率等方面又存在着较大差距，因此，加大力度开发适合中国国情、在性能和可靠性方面达到或接近国外先进水平、价格适中、性价比高的新型设备已成为急需解决的课题，这对于大多数磁材生产企业能否用较低的投入完成技术改造，以提高产品的性能，增加产品技术含量，扩大生产规模，获得更好的效益具有重要意义。

3新型压机和瓦形磁体磨床

在永磁铁氧体的生产工艺中，成型压机是最关键的工艺装备之一。在料粉满足相关要求的前提下，成型工艺技术水平和压机的性能对永磁铁氧体的密度、取向度有着重要影响，因此，只有在掌握先进工艺技术并具备性能优良的压机的条件下，才有可能稳定地进行高性能永磁铁氧体的成型。

以成都中国西部电子机械装备集团生产的湿压成型自动压机C45100－3、C45125、C45150－1、C45150－2、C45200等系列产品（见本刊2000年第6期，2001年1、2期封内）为例，与国外先进压机的主要性能逐项进行比较，如表1所示。

随着永磁电机在汽车、摩托车、家电产品上的应用范围不断扩大，铁氧体瓦形磁体的需求量逐年增加，而汽车、摩托车、小家电产品为满足市场的需求又要求磁电机进一步向小型化发展，即要求磁电机在体积不变的情况下，增大功率，或输出功率不变的情况下减小体积。因此，铁氧体瓦形磁体同时面临提高磁性能和提高形状尺寸精度的两项要求，后者靠磨加工设备作保证，而瓦形磁体的磨加工，由于其加工工艺的特殊性，一直是困扰磁体生产企业的难题之一，而成为生产过程中的瓶颈工序。由于整体工艺技术水平不高，受料粉粒度的均匀性、成型方式、取向场分布、含水量、烧结时温度均匀性和装料方式等系列因素的影响，使得铁氧体磁瓦烧结后的毛坯变形较大，尺寸余量大小不一，因此，加工余量较大，这就给磨加工增加了困难。

瓦形磁体磨床可分为三种类型：

（1）简易磨床

分工序单独磨削底、侧面，内圆弧面，外圆弧面中一的个面，由于磨削速度低，装夹定位不可靠等原因，加工精度不高，只能作粗加工，解决毛坯的一致性。

（2）单工位磨床

分工序单独对底、侧面，内圆弧面，外圆弧面中的一个面进行加工，这类磨床与简易磨床的区别在于机床结构合理、精度较高，并有较高的磨削速度，磨出的产品精度高、一致性好，既可作为通过式磨床的预加工设备，对于小批量、多品种的生产企业，又可作为精磨设备。成都中国西部电子机械装备集团公司生产的J003－型单工位磨床就属这类磨床。

（3）通过式磨床

对于大批量生产瓦形磁体的企业，适合选择通过式瓦形磁体磨床，用成型磨削方式，一次性连续自动完成底、侧面，内、外圆弧面等六个面的加工，达到要求的形状、尺寸精度。目前国内使用的通过式瓦形磁体磨床，进口设备主要有从日本、意大利、瑞士引进的，国产设备有中国西部电子机械装备集团生产的J0040型通过式瓦形磁体磨床，北京机电研究所生产的WPM80D通过式瓦形磁体磨床，这些磨床从经济、高效、低成本完成瓦形磁体磨削获得精度高、一致性好的产品的要求来看，大都不同程度地存在着一些不足。为了满足用户工艺更新、产品升级换代、高效率生产高性能瓦形磁体的需求，成都中国西部电子机械装备集团公司，在广泛吸取九十年代国外同类设备的相关先进技术的基础上，研究开发了具有自主知识产权的新一代J0050型通过式瓦形磁体磨床（见本刊2000年第6期、2001年第1、2期封内）。该磨床由主机、电控柜、磁粉回收及冷却水循环装置组成。有三个磨头，可一次性通过式完成底、侧面、内、外圆弧面加工，磨头用7．5kW调频电机驱动，动力大，可根据加工需要，自选磨削速度、无级调整，最大磨削速度可达66m／s，磨削深度最高可达单面1．5mm，送进电机为磁调速电机，送进速度为0．3～1．6m／min无级调速，并采用双送进轮同步输送，使各磨削工位送进力均衡，避免某一工位因送进力过大造成工件挤碎。履带式传送带保证了输送的平稳性，有利于提高产品的直线性。传送带使用寿命长，大大降低了使用费用。导料、定位用导轨为嵌锒硬质合金的组合式结构，调整方便可靠，耐用度高，在一定范围内更换工件品种不需要更换导轨，大大减少了更换品种的投入。每个磨头均能方便灵活地实现轴向移动和升降调节，调整精度分别达0．01mm和0．02mm，因而能充分满足不同规格品种高精度瓦形磁体的磨加工要求，主要功能已达到或接近国外同类磨床的先进水平。在某些方面还有突出的特色，而价格仅相当进口设备的1／10左右，具有极高的性价比。