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IAC-23,D1,1,5,x79712 空间量子计算 - ORBilu
量子电路是量子计算的基本计算模型。它由一系列量子门组成，这些量子门作用于一组量子比特以执行特定的计算。对于量子电路的实现，可编程纳米光子芯片提供了具有大量量子比特的有希望的基础。当前的研究探索了在可编程纳米光子芯片上实现量子电路用于太空技术的可能性。最近的研究结果表明，量子电路比传统电路具有多项优势，例如指数级加速、多重并行计算和紧凑的尺寸。除此之外，纳米光子芯片还具有许多优于传统芯片的优势。它们提供高速数据传输，因为光比电子传播得更快。光子传输数据所需的能量比电子少，因此纳米光子芯片比传统芯片消耗的功率更少。纳米光子芯片的带宽大于传统芯片的带宽，因此它们可以同时传输更多数据。它们可以轻松缩放到更小的尺寸，密度更高，并且比传统芯片更能抵御极端温度和辐射。本研究的重点是量子电路如何通过为各种与太空相关的应用提供更快、更高效的计算来彻底改变太空技术。所有深入分析都是在考虑当前可用的最先进技术的情况下进行的。
用碳纳米载体的药物输送作为代孢替滨药物载体：QM/mm研究
癌症治疗的最重要和常见方法是化学疗法，手术和放疗。但是这些提到的方法具有重要的副作用，例如无法忍受的毒性，对癌细胞的药物访问有限，异质药物和生长癌细胞的生物抗性，从而降低了成功率。因此，迫切需要使用药物输送系统和靶向治疗来改善治疗过程。单壁碳纳米管的使用是一种靶向癌症治疗。该项目的目的是研究抗癌药物作为单壁碳纳米管的抗癌药物的相互作用潜力的不同变量。通过M06/6-311+G*级别中的基本叠加误差（BSSE）评估并通过基集叠加误差（BSSE）进行评估和校正。评估的结果表明，通过增加溶剂的介电常数，粘结能减少。因此，稳定性增加。然后，在M06/6-311+G*水平上，SWCNT与Capecitabine药物相互作用的评估结果表明这种吸收是自发的。根据AIM分析的结果，N1 -C87相互作用键具有部分共价性质。过渡电子可以从供体原子（Capecitabine中的唯一氮对）迁移到受体原子的σ^* - 轨道（SWCNT碳原子的σ^*轨道），如NBO分析所观察到的，并报告。蒙特卡洛模拟结果表明，由于抗癌药与SWCNT之间的相互作用，水溶剂中的溶剂化自由能变得更加阴性。所产生的相互作用复合物的总能量比SWCNT的总能量更为负，这表明两种方法彼此相对应。
对印度东部山和高原地区可持续多样化的多元化种植系统中的能源和碳预算的评估
随着农业成本和能源在农业中的利用增加，在山地上单米制的传统实践既不可持续，也不是环保的。有必要确定具有高能量效率，生产力和低全球变暖潜力（GWP）的作物多样化选择。在本实验中，完成了三年（2016-2019）的包含系统分析（MCP）系统，即米饭（R），纤维小米（FM），黑克（BG），马（HG），HG），鸽子（HG），Pigeon PEA（PP）和四个Intercropped Systems VIZ。R + BG，R + HG，FM + BG和FM + Hg。 关键目标是评估这些多样的生产系统的能源，碳平衡和GWP的流量。 水稻被记录为一种能量偏竭作物（27,803 MJ ha-1），而马克的含量是最低的能量用途（26,537 MJ ha-1）。 鸽子豌豆（130,312 MJ HA-1）和多样化的间作系统（142,135 MJ HA-1）的总能量输出分别比单养殖系统高65.3％和80.3％。 大米和水稻基间生产系统显示出更高的碳足迹（1,264–1,392千克CO 2等级 ha -1）。 结果表明，R + BG和R + Hg是最能量的生产系统，具有较高的能量比（5.8和6.0），较高的碳效率（7.41和8.24）以及碳可持续性指数（6.41和7.24）（6.41和7.24），与3.30、3.61、3.61，以及2.61相对于3.30、3.61，以及2.61的观察。 平均而言，稻米和大米的生产系统的GWP比其他生产系统高7.4倍。R + BG，R + HG，FM + BG和FM + Hg。关键目标是评估这些多样的生产系统的能源，碳平衡和GWP的流量。水稻被记录为一种能量偏竭作物（27,803 MJ ha-1），而马克的含量是最低的能量用途（26,537 MJ ha-1）。鸽子豌豆（130,312 MJ HA-1）和多样化的间作系统（142,135 MJ HA-1）的总能量输出分别比单养殖系统高65.3％和80.3％。大米和水稻基间生产系统显示出更高的碳足迹（1,264–1,392千克CO 2等级ha -1）。结果表明，R + BG和R + Hg是最能量的生产系统，具有较高的能量比（5.8和6.0），较高的碳效率（7.41和8.24）以及碳可持续性指数（6.41和7.24）（6.41和7.24），与3.30、3.61、3.61，以及2.61相对于3.30、3.61，以及2.61的观察。平均而言，稻米和大米的生产系统的GWP比其他生产系统高7.4倍。在生产率方面，鸽子和FM + Hg的含量较高，水稻等效产量为8.81和5.79 t ha-1，有益成本比分别为2.29和1.87。因此，本研究表明，基于木豌豆和纤维小米的间作系统是印度东部地区的雨水高地农业生态系统的最合适的农作物多样化选择。
基于模糊的无线体域网络动态时隙分配
摘要：随着网络、信息和通信技术的进步，无线体域网 (WBAN) 在医疗和非医疗应用领域越来越受欢迎。实时患者监测应用会在短时间内生成周期性数据。在生命攸关的应用中，数据可能会突发。因此，系统需要一种可靠的节能通信技术，该技术具有有限的延迟。在这种情况下，媒体访问控制标准中的固定时隙分配会导致系统性能低下。本文讨论了实时远程患者监测系统的雾辅助网络中的动态时隙分配方案。雾计算是云计算范式的扩展版本，适用于可靠、延迟敏感的生命攸关应用。此外，为了提高网络性能，提出了一种节能的最小成本父选择算法来路由数据包。动态时隙分配使用模糊逻辑，输入变量为能量比、缓冲比和数据包到达率。动态时隙分配消除了时隙浪费和网络中的过度延迟，并为网络带来了高可靠性和最大通道利用率。与传统 IEEE 相比，所提方案的有效性在数据包传送率、平均端到端延迟和平均能耗方面得到了证明
对重式太空电梯的三维分析
摘要 迄今为止研究的太空电梯主要是爬升式，即用缆绳连接地面和空间站，爬升器沿着缆绳上升和下降来运送有效载荷。然而，这种类型的系统存在一些问题，例如难以为爬升器提供能量，并且由于运行过程中缆绳和爬升器车轮的磨损，使用寿命较短。为了避免这些问题，在本研究中，我们研究了一种新型的配重式太空电梯。该系统由两根缆绳组成：一根承受施加在结构上的张力的导向缆绳和一根连接两个吊舱的移动缆绳，吊舱两端各一根，连接到空间站的驱动轮上，通过驱动车轮来运送吊舱中的有效载荷。在本研究中，我们利用我们小组开发的点质量缆绳模型分析了在空间站和地面之间应用配重式缆绳时的缆绳动力学，并计算了实际运行所需的能量。因此，当在火星重心（海拔 3,900 公里）和地面之间使用平衡型，而在高于该高度使用爬升型时，该系统消耗的能量比传统的爬升型太空电梯要少。关键词：空间科学、空间技术、太空电梯命名法
应用能量
当地能源社区正在形成，作为生产者和消费者投资分布式可再生能源，社区存储和分享电力的一种方式。同时，几个分配网格在一年中的某些小时内存在电压问题。由发电和存储单元组成的当地能源社区可能是分销系统运营商（DSO）可以使用的有价值的灵活资产。本文旨在通过创建一个线性优化模型来研究能源社区中的电池如何为分销网格提供服务，该模型包括功率流约束和电池降解模型。首先，我们研究了能源社区的电池运行如何影响附近公交车的电压。我们发现，包括降解模型时，违反电压极限要比不包括退化模型时要小得多。接下来，我们调查电池运行如何与活跃的DSO合作以共享电池的使用情况，并量化DSO应为能源社区偿还多少电池。我们发现，与社区未提供服务相比，由于电力和退化成本的增加，能源界应每年获得15 E E 15 E。最后，进行灵敏度分析以确定哪些参数更重要。我们发现，网格中的违反电压对电池更换成本，电动汽车充电高峰和平均现货价格敏感，而DSO的薪酬对电池更换成本敏感。对于小电池尺寸和低功率能量比，社区无法在一年中的所有时间内提高电压。
复古肌肉车性能与现代汽油，第 1 部分：是时候了
您的客户在当地加油站购买的现代汽油与经典汽车或肌肉车发动机最初设计使用的含铅汽油有很大不同。联邦和州法规、环保问题以及降低对外国石油依赖的动力，为我们带来了改良汽油，在部分地区，这种汽油可能含有高达 10% 的乙醇。这些燃料不仅因地区而异，而且夏季和冬季也有不同的混合物。这些不同配方每加仑的能量比老式汽油至少少 2% 到 5%，而且挥发性也较低。随着汽油配方的变化，任何关心发动机性能和可靠性的人都需要密切关注点火和空气/燃料混合物的调整变化，以保持最高的发动机效率。20 世纪 50 年代、60 年代和 70 年代的老式汽车或肌肉车的原始分配器中内置的机械和真空提前曲线旨在使发动机在使用当时的含铅汽油时发挥最佳性能。在许多情况下，这些分电器中的机械提前弹簧直到发动机转速超过 5,000 rpm 时才允许全部提前量。如果您的客户的汽车已经配备了售后性能更换分电器，您应该知道，许多此类分电器都带有非常保守的提前曲线和有关如何自定义设置提前曲线的说明（很可能被忽略）。现代燃油喷射汽车确实可以使用现代汽油运行良好，因为它们有一台计算机，可以不断调整点火正时和空气/燃料混合物，以实现最大发动机性能、最高的燃油里程和最低的废气排放。几乎所有 1981 年之前制造的汽车都没有此类数字辅助。这意味着，任何希望自己的配备化油器的老式车或肌肉车发挥最佳性能的人，都需要根据汽车实际使用的汽油调整点火火花提前和空气/燃料混合物。
在基本编辑的业务中：从长凳到床边的演变
长期储能（LDES）由于其在可再生可再生电力（VRE）驱动的脱碳，低成本和稳定的网格方面的关键作用而引起了兴趣。当前，开发了多种LDES技术，可以提供8小时以上连续排放的电力。但是，长期计划过程中使用的当前容量扩展模型很少将低成本LDE视为候选技术。如果他们这样做，则模型的存储平衡范围（SBH）通常只考虑非连续的1天期间，这些时期不会捕获LDES在多天甚至季节中转移能量的潜力。解决了现有模型中的这些限制，这项工作探讨了最佳储能在增加SBH连续数天数时的变化方式，以及这些变化将如何影响确定储能未来作用的计划者。我们的分析使用Switch，这是一种开源能力扩展模型，在2050年的零碳场景中，整个西方电力协调委员会（WECC）具有高空间分辨率。我们发现，当存储能源和电源过夜成本分别为$ 13 usd/kwh（或更少）和113美元/kW时，SBH连续的SBH数天数都会改变LDES的总选定功率和能源容量。我们还发现，根据SBH的长度，驱动未来VRE驱动的WECC网格的储存能量量从2.5 TWH到16.0 TWH。最佳存储持续时间（能量比）我们在所有情况下获得10小时至620小时的范围。此外，根据存储成本假设，我们在改变SBH长度时会观察到不同的电荷/放电模式。鉴于我们的结果，我们预计随着越来越多的LDE技术成为商业上可用，在高VRE驱动的网格的长期计划过程中，增加SBH的长度以完全捕获LDES资产的好处至关重要。
硝苯地平晶体能量景观的实验和计算机预测
摘要：过去 50 年来，人们已经发现了目前已知的六种硝苯地平 (NIF) 多晶型物，其中最新发现的一种 (δ) 于 2020 年发现，其来自一条不寻常的途径。这种多晶型物在热力学稳定性方面排名第二，但之前的所有研究人员都未能发现，直到在其熔体中接种了一种外来物质非洛地平的晶体，而非洛地平的分子构象与当时已知的所有其他 NIF 多晶型物都不同。鉴于实验室中的这一不寻常发现，我们研究了晶体结构预测 (CSP) 是否可以在“常规”搜索中找到这种多晶型物和其他多晶型物。我们表明，我们的 CSP 可以发现目前已知的所有有序的 NIF 多晶型物均为低能结构（排名 1、3、4 和 43），包括最近通过伪种子发现的一种（排名 4）。 NIF 是一种柔性分子，因此了解其众多构象中的哪一种可作为晶体的最佳构建块是很有意义的。对这一问题的实验研究受生存限制；也就是说，我们仅掌握可观察到的结构的信息，而没有掌握难以观察到或尚未发现的结构的信息。在这方面，我们的“计算机实验”可以访问所有可能性。我们发现，就苯基扭转而言，同平面（sp ）构象产生的能量晶体比反平面（ap ）构象产生的能量低，最稳定的 ap 晶体的能量比最稳定的 sp 结构高 4 kJ/mol。实验上，sp 构象在溶液中优于 ap，并且是晶体中观察到的唯一构象。就酯扭转而言，顺式/反式构象产生的能量晶体最低，其次是顺式/顺式构象，最后是反式/反式构象。实验表明，六种已知多晶型物中有五种包含顺式/反式构象异构体，一种包含顺式/顺式构象异构体，没有一种包含反式/反式构象异构体。总体而言，尽管 NIF 的构象空间复杂，但 CSP 在预测其多晶型物方面非常成功，并且定量评估了使用不同构象异构体作为晶体构建单元的相对成本。■ 简介
正能量区的住宅致密化
可以通过更高的密度和更高的能源效率的房屋替换陈旧的库存来减少房屋的能源足迹，该房屋配备了可再生能源的能源生产。在这项研究中，考虑了一个“双密度”模拟方案，在该场景中，社区中每个现有的独立房屋被同一土地上的两个相等起居区的房屋取代。新房屋被认为配备了多种能源效率措施（信封，HVAC和家用热水）和建筑物集成的光伏（BIPV）屋顶。TRNSYS软件用于模拟加拿大魁北克蒙特利尔建筑物的年度能源性能（45.5°N）。发现这两个新房屋可容纳同一土地上的两倍的人数，其能量比现有房屋少30％。单独使用的新房屋所需的电力比现有房屋少65％（从22,560降低到7,850 kWh yr -1）。此外，安装在两个新房屋上的BIPV屋顶可能会产生近三倍的电力（44,000 kWh yr -1）（15,700 kWh yr -1）。每年，BIPV系统可以直接提供房屋电力的近一半（44％）。年度太阳能发电的显着部分（84％）可以在房屋上直接使用，可以在现场存储以供以后用于增加自我消耗（例如，电力对电能或电力电动汽车），或者可以将其导出到在其他地方的网格中的脱碳（E.G.燃料，Hydrogen，Hydrogen）的脱碳化。能源有效构建和现场可再生能源生产的综合作用将使乘员从消费5,640 kWh yr-1转变为生产3,540 kWh yr-1。住宅致密化可以显着促进现有社区进入弹性的积极能源区。