检索结果-内蒙古大学图书馆

计算数学 2019年第3期41卷 242-258页

作者：贾东旭盛志强袁光伟 CAEP中国工程物理研究院研究生院北京100088 IAPCM北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

本文针对扩散方程提出了一种保正的并行差分格式,并且这个格式为无条件稳定的.我们在每个时间层将计算区域分成许多个子区域以便于实施并行计算.格式构造中首先我们使用前两个时间层的计算结果在分区界面处通过一种非线性的保正外插来... 详细信息

本文针对扩散方程提出了一种保正的并行差分格式,并且这个格式为无条件稳定的.我们在每个时间层将计算区域分成许多个子区域以便于实施并行计算.格式构造中首先我们使用前两个时间层的计算结果在分区界面处通过一种非线性的保正外插来预估子区域界面值.然后在每个子区域内部使用经典的全隐格式进行计算.最后在界面处使用全隐格式进行校正(本质上这一步计算是显式计算).我们给出了一维与二维情形下的保正并行差分格式,并相应的给出了无条件稳定性证明.数值实验显示此并行格式具有二阶数值精度,而且无条件稳定性与保正性也均在数值实验中得到验证.

关键词：扩散方程并行差分无条件稳定保正格式

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Weibel不稳定性自生电磁场对探针质子束的偏转作用研究

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物理学报 2019年第18期68卷 199-207页

作者：杜报蔡洪波张文帅陈京邹士阳朱少平北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 上海交通大学IFSA协同创新中心上海200240 中国工程物理研究院研究生院北京100088 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室绵阳621900

Weibel不稳定性的自生电磁场对于等离子体能量输运、无碰撞冲击波形成等物理过程具有关键的影响.实验上往往采用质子束照相来诊断其电磁场结构.一般认为,探针质子束的轨迹偏转主要来自于磁场,而自生电场的作用被认为可忽略不计.本文利... 详细信息

Weibel不稳定性的自生电磁场对于等离子体能量输运、无碰撞冲击波形成等物理过程具有关键的影响.实验上往往采用质子束照相来诊断其电磁场结构.一般认为,探针质子束的轨迹偏转主要来自于磁场,而自生电场的作用被认为可忽略不计.本文利用三维粒子模拟程序研究了典型参数下的Weibel不稳定性发展过程,并使用径迹追踪法评估了Weibel不稳定性的质子束照相过程中电场和磁场对探针质子束的偏转作用.对比分析发现,引起探针质子束偏转的主要因素并不是磁场,而是过去研究中常被忽略的电场.主要原因为:Weibel不稳定性的自生磁场往往成管状结构,在使用探针质子束对其进行侧向照相时,磁场的作用会被自身中和并抵消.该认识将有助于深入理解Weibel不稳定性质子照相的实验结果.

关键词： Weibel不稳定性质子束照相电磁场诊断粒子模拟

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质子照相中基于能量损失的密度重建

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物理学报 2018年第20期67卷 411-416页

作者：陈锋郑娜许海波中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

提出了一种质子能量在中高能时利用能量损失进行密度重建的方法,并利用Bethe-Bolch公式给出了利用能量损失进行密度重建的方程及条件.针对1.6 GeV的质子能量,通过定量计算常见材料的阻止本领,得出质子能量在1.45-1.6 GeV范围内时,材料... 详细信息

提出了一种质子能量在中高能时利用能量损失进行密度重建的方法,并利用Bethe-Bolch公式给出了利用能量损失进行密度重建的方程及条件.针对1.6 GeV的质子能量,通过定量计算常见材料的阻止本领,得出质子能量在1.45-1.6 GeV范围内时,材料的阻止本领的变化率小于1%,可近似为常数.最后,通过理论计算和Geant 4模拟,得出质子能量在1.6 GeV时,可以对面密度为113 g/cm^2的缩比法国实验客体进行密度重建.

关键词：能量损失密度重建蒙特卡罗模拟 Geant4程序

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固体炸药爆轰的一种考虑热学非平衡的反应流动模型

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物理学报 2018年第21期67卷 256-267页

作者：李诗尧于明中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

基于固体炸药爆轰过程中化学反应混合区内的固相反应物与气相生成物处于力学平衡状态及热学非平衡状态的事实,提出一种考虑热学非平衡效应的反应流动模型来描述固体炸药的爆轰流动现象.该爆轰流动模型的主要特点是,在反应混合物Euler方... 详细信息

基于固体炸药爆轰过程中化学反应混合区内的固相反应物与气相生成物处于力学平衡状态及热学非平衡状态的事实,提出一种考虑热学非平衡效应的反应流动模型来描述固体炸药的爆轰流动现象.该爆轰流动模型的主要特点是,在反应混合物Euler方程和固相反应物质量守恒方程的基础上,通过附加一套关于固相反应物的组分物理量的流动控制方程来表达固相反应物与气相生成物之间的热学非平衡效应.根据反应混合区内固相反应物与气相生成物这两种化学组分保持各自内能守恒的混合规则,并借助它们具有压力相等的性质以及满足体积分数总和为1的条件,推导获得的附加方程有:固相反应物的内能演化方程、体积分数演化方程及反应混合物的压力演化方程.这样,建立的爆轰模型包括:反应混合物的质量守恒方程、动量守恒方程、总能量守恒方程、压力演化方程,以及固相反应物的质量守恒方程、内能演化方程、体积分数演化方程.对所获得的爆轰模型方程组采用一个时空二阶精度的有限体积法进行数值求解,典型爆轰问题算例结果表明本文提出的固体炸药爆轰模型是合理的.

关键词：固体炸药爆轰热学非平衡反应流动模型混合物总能守恒

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非定常对流扩散方程保正格式解的存在性

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计算数学 2019年第4期41卷 381-394页

作者：张燕美兰斌盛志强袁光伟中国工程物理研究院研究生院北京100088 北方民族大学银川750021 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

本文发展了非定常对流扩散方程的非线性保正格式.该格式为单元中心型有限体积格式,保持局部通量的守恒性,适用于任意星形多边形网格,本文证明了该离散格式解的存在性,并给出数值结果,表明该格式具有二阶精度.

关键词：对流扩散方程有限体积格式保正性存在性

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FP-1装置铝套筒内爆动力学过程的一维磁流体力学模拟

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物理学报 2018年第8期67卷 46-56页

作者：张扬戴自换孙奇志章征伟孙海权王裴丁宁薛创王冠琼沈智军李肖王建国北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088

作为一种重要的柱面会聚冲击和准等熵压缩加载源,磁驱动固体套筒内爆技术已广泛应用于高能量密度物理实验研究.针对FP-1装置驱动的固体套筒内爆动力学过程,建立了含强度的一维磁流体力学模型,并对典型实验进行了模拟.计算获得的套筒内... 详细信息

作为一种重要的柱面会聚冲击和准等熵压缩加载源,磁驱动固体套筒内爆技术已广泛应用于高能量密度物理实验研究.针对FP-1装置驱动的固体套筒内爆动力学过程,建立了含强度的一维磁流体力学模型,并对典型实验进行了模拟.计算获得的套筒内爆速度同实验结果较为相符.模拟结果显示,该装置在40 kV充压条件下,可以将直径3 cm,厚0.5 mm的铝套筒加速至1.1 km/s,内壁速度超过1.5 km/s,同时保持大部分材料为固体状态.内爆套筒与相同材料靶筒碰撞产生的冲击压力约9 GPa.改变靶筒内部填充气体的压力,可以获得不同的靶筒运动速度、轨迹以及反弹半径,以满足不同类型实验的研究需要.

关键词：固体套筒磁流体力学模拟 FP-1装置高能量密度物理

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基于非结构四边形网格的WENO格式

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计算物理 2018年第5期35卷 525-534页

作者：赵丰祥潘亮王双虎中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

基于非结构四边形网格发展求解双曲守恒律的三阶加权基本无振荡（WENO）格式.针对任意非结构四边形网格选取重构模板,并给出基于线性多项式的三阶线性重构.但对于一般的非结构四边形网格,会出现非常大的线性权和负权,使得非线性重构的W... 详细信息

基于非结构四边形网格发展求解双曲守恒律的三阶加权基本无振荡（WENO）格式.针对任意非结构四边形网格选取重构模板,并给出基于线性多项式的三阶线性重构.但对于一般的非结构四边形网格,会出现非常大的线性权和负权,使得非线性重构的WENO格式对光滑问题也不稳定.本文给出一个处理非常大的线性权的优化重构方法,对优化后得到的负线性权采用分裂方法进行处理.对于非线性权,提出一种考虑局部网格和物理量间断的新光滑度量因子.采用优化重构方法和新的非线性权,当前的三阶WENO格式在质量很差的网格上也具有很好的稳定性.理论的三阶精度在数值精度测试算例中得到验证,同时一范数和无穷范数的误差绝对值不依赖于网格质量;具有强间断的数值结果证明了当前格式的有效性.

关键词： WENO重构非结构四边形网格双曲守恒律有限体积格式

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扩散方程九点格式中节点未知量的一种新的插值算法

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数学杂志 2019年第2期39卷 203-215页

作者：董成邬吉明中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文研究了二维扩散方程九点格式中节点辅助未知量的插值问题.利用多点通量逼近的边未知量插值算法和一个特殊的极限技巧,获得了节点辅助未知量的一个新的插值算法,并在给定假设下严格分析了该算法中局部线性系统的可解性.新算法满足线... 详细信息

本文研究了二维扩散方程九点格式中节点辅助未知量的插值问题.利用多点通量逼近的边未知量插值算法和一个特殊的极限技巧,获得了节点辅助未知量的一个新的插值算法,并在给定假设下严格分析了该算法中局部线性系统的可解性.新算法满足线性精确准则,具有较高的精度.

关键词：扩散方程九点格式节点未知量插值线性精确

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电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶研究

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爆炸与冲击 2018年第3期38卷 688-695页

作者：刘斌李成王瑞星曹启伟杨显俊中国工程物理研究院研究生院北京100088 中国工程物理研究院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件... 详细信息

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件有重要影响;同时当磁感应强度大于5T时,电子热传导系数比无磁场时减小2个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁感应强度超过5T时α粒子能量沉积密度比磁感应强度为0和1T时相对增加约200倍。磁化在一定程度上也会阻碍内爆压缩过程。

关键词：电磁内爆磁化靶 Z箍缩磁流体数值模拟

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质子束轰击金属靶面的二次电子效应的模拟研究

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强激光与粒子束 2018年第6期30卷 122-126页

作者：孟晓慧董志伟中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

基于粒子云网格计算方法,对质子束轰击靶面产生二次电子的效应进行了模拟研究,得到了不同电场强度对质子束的品质以及其产生的二次电子的数量的影响。研究表明,50kV电压下,质子束束腰宽度1.8mm,并有近10%的质子束打在阴极侧壁上;150kV... 详细信息

基于粒子云网格计算方法,对质子束轰击靶面产生二次电子的效应进行了模拟研究,得到了不同电场强度对质子束的品质以及其产生的二次电子的数量的影响。研究表明,50kV电压下,质子束束腰宽度1.8mm,并有近10%的质子束打在阴极侧壁上;150kV电压下,质子束束腰宽度1.2 mm。这说明,抽取电场强度小时质子束分散,其束流品质下降;抽取电场强度大时质子束紧凑。通过调控抽取、加速电压,可以有效地控制到靶质子流的聚散状况,以及由此产生的二次电子的强度及分布。

关键词：粒子云网格紧凑型中子管质子束二次电子加速区间

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