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非平衡与多相复杂系统模拟研究——Lattice Boltzmann动理学理论与应用

物理学进展 2014年第3期34卷 136-167页

作者：许爱国张广财李英骏李华北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

在自然界和工程物理领域存在大量的非平衡、多相等复杂系统和复杂行为。Lattice Boltzmann(LB)方法起源于复杂系统复杂行为研究的格子气或元胞自动机模型;其中,现代版的Lattice Boltzmann Kinetic Model(LBKM)植根于非平衡统计物理学的... 详细信息

在自然界和工程物理领域存在大量的非平衡、多相等复杂系统和复杂行为。Lattice Boltzmann(LB)方法起源于复杂系统复杂行为研究的格子气或元胞自动机模型;其中,现代版的Lattice Boltzmann Kinetic Model(LBKM)植根于非平衡统计物理学的基本方程—Boltzmann方程。本文从物理学视角评述LB方法,给出单松弛因子和多松弛因子LBKM构建的统一理论,介绍其在非平衡与多相复杂系统研究方面的应用。简单列举LB在多相流、可压流、材料动理学等方面的进展,重点介绍使用LB研究流体界面不稳定性、燃烧等问题的工作。本文所重点传递的信息为:可以通过宏观量研究系统的非平衡行为、可以提供系统偏离热力学平衡引发的宏观效应是LBKM建模优越于宏观连续介质建模的地方;除了可以从更基本的层面理解相应物理系统的特征、机制和规律外,这类研究结果可以为现有程序或软件中宏观模型的改进(例如修正项的构造)提供物理参考。

关键词：格子玻尔兹曼动理学模型非平衡效应复杂系统

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2013年中国高性能计算机发展现状分析及系统测评技术简析

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计算机工程与科学 2013年第11期35卷 1-5页

作者：袁国兴孙家昶张林波张云泉北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学院软件研究所北京100190 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

根据2013年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。同时,对高性能计算机系统的测评技术,尤其是对用作排行榜性能测试的Linpack和国内外最... 详细信息

根据2013年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。同时,对高性能计算机系统的测评技术,尤其是对用作排行榜性能测试的Linpack和国内外最近关注的HPCG两个软件包进行了简要分析。

关键词：高性能计算机性能排行榜系统测评技术

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非协调塑性变形的路径积分描述

非协调塑性变形的路径积分描述

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中国交叉科学学会第15届学术年会

作者：张广财许爱国卢果北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导... 详细信息

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导、超流、电磁场、量子Berry相等领域中多值场的描述。

关键词：塑性变形非协调变形路径积分位错向错

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两相流系统的离散玻尔兹曼建模

两相流系统的离散玻尔兹曼建模

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中国交叉科学学会第15届学术年会

作者：许爱国张广财甘延标北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北华航天工业学院

本文借助离散玻尔兹曼方程构建液气二相流系统的非平衡相变模型。通过该模型,人们可以同时研究二相流系统的动力学非平衡与相变动理学过程中的热力学非平衡。讨论了测量系统热力学非平衡程度的方案以及研究结果对宏观流体建模的贡献。

关键词：多相流非平衡相变可压流体格子玻尔兹曼离散玻尔兹曼

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一种空间矩形剖分的负载平衡算法

一种空间矩形剖分的负载平衡算法

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2012全国高性能计算学术年会

作者： Liu Xu 刘旭 Zhang Aiqing 张爱清 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 State Key Laboratory of C 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094 计算机体系结构国家重点实验室中国科学院计算技术研究所北京100190 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 计算机体系结构国家重点实验室中国科学院计算技术研究所北京100190

在一些复杂的结构网格应用中，计算区域由处于不同索引空间中的多个矩形区域拼接构成。传统的负载平衡方法无法解决这些应用中的空间矩形剖分的负载平衡问题。为了解决这种负载平衡问题，推广了递归对分法。理论分析表明，新方法具有线... 详细信息

在一些复杂的结构网格应用中，计算区域由处于不同索引空间中的多个矩形区域拼接构成。传统的负载平衡方法无法解决这些应用中的空间矩形剖分的负载平衡问题。为了解决这种负载平衡问题，推广了递归对分法。理论分析表明，新方法具有线性时间复杂度。模型问题和实际问题的测试结果表明，针对数千路的剖分问题，该算法能够计算出具有较高负载平衡效率和较好面体比的剖分。

关键词：并行计算结构网格负载平衡算法空间矩形剖

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多核集群中系统噪音的测量

多核集群中系统噪音的测量

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2012全国高性能计算学术年会

作者：武林平 Wu Linping 魏勇 Wei Yong 刘旭 Liu Xu 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 China 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 计算机体系结构国家重点实验室中国科学院计算技术研究所北京100190 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 China State Key Laborato

并行程序在运行过程中,位于计算节点上的进程经常由于CPU要处理来自硬件、固件、节点操作系统、系统管理软件等部件的干扰而被迫中断,这些由于系统部件所引起的计算进程中断被称之为“系统噪音”.相关研究表明,噪音的叠加对大规模并行... 详细信息

并行程序在运行过程中,位于计算节点上的进程经常由于CPU要处理来自硬件、固件、节点操作系统、系统管理软件等部件的干扰而被迫中断,这些由于系统部件所引起的计算进程中断被称之为“系统噪音”.相关研究表明,噪音的叠加对大规模并行程序的性能有较大影响,特别是当前的大规模集群系统,单节点数十核、全系统数万核,需要对系统噪音进行精确的量化分析.本文在总结相关研究的基础上,实现了一个低开销、可扩展性好的噪音测量软件NoiseProfiler.该软件实现固定工作量、固定时间量、噪音序列三种噪音测量方法,能够从不同视角刻画系统的噪音特征;实现单核、单CPU、全节点三种测量流程,分别针对多核集群系统的多种使用模式;低时间开销,在2000个节点上测量时间最长1458秒;具有良好的可扩展性,节点数量从125增加到2000,其测量总时间仅增加3.9％.应用到某单位生产系统P上,检测到P内存在两类较大噪音源,通过改进系统、消除噪音源,实际并行程序的测试性能分别提升38.5％、48％.

关键词：并行程序多核集群系统噪音测量性能优化

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一种基于特征分析的旅游偏好挖掘方法

一种基于特征分析的旅游偏好挖掘方法

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第七届和谐人机环境联合学术会议（HHME2011)、第20届全国多媒体学术会议（NCMT2011）、第7届全国人机交互学术会议（CHCI2011）、第7届全国普适计算学术会议（PCC2011）

作者：张筱旋叶剑朱珍民王冠男中国科学院计算技术研究所中国科学院研究生院中南大学数学与计算数学学院

旅游业蓬勃发展,网络媒体信息共享服务盛行,在旅游过程中挖掘有用的情境信息日益展现出广阔的应用前景和研究价值。本文从旅游者的个性化信息和景点的客观信息中选取影响旅游决策的重要特征,基于logit选择模型计算各个特征对决策的影响... 详细信息

旅游业蓬勃发展,网络媒体信息共享服务盛行,在旅游过程中挖掘有用的情境信息日益展现出广阔的应用前景和研究价值。本文从旅游者的个性化信息和景点的客观信息中选取影响旅游决策的重要特征,基于logit选择模型计算各个特征对决策的影响。并采用灰色关联分析的方法分析全部特征对决策的综合作用。本文的最后,选择北京市五个典型景点,基于著名图片共享网站Flickr上的用户数据进行验证分析并取得良好结果,证明了本文方法的有效性。

关键词：旅游偏好挖掘 logit模型灰关联分析

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中红外强激光场中碱土金属原子的阈上电离

中红外强激光场中碱土金属原子的阈上电离

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第十六届全国原子与分子物理学术会议

作者：康会鹏吴明艳林志阳王传亮全威刘红平柳晓军陈京陈京熊辉徐晗付玉喜程亚徐至展中国科学院研究生院应用物理与技术研究中心北京应用物理与计算数学研究所中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室

作为一种重要的强场电离现象,阈上电离(Above-threshold ionization,ATI)一直是原子分子与光物理研究领域的前沿热点之一。目前对于阈上电离的研究大多围绕稀有气体原子展开,其光电子能谱展示了丰富的特征:如高能部分出现的平台结构(pla... 详细信息

作为一种重要的强场电离现象,阈上电离(Above-threshold ionization,ATI)一直是原子分子与光物理研究领域的前沿热点之一。目前对于阈上电离的研究大多围绕稀有气体原子展开,其光电子能谱展示了丰富的特征:如高能部分出现的平台结构(plateau),平台区域光电子的角分布,低能部分的奇异峰结构等。基于单电子近似的理论可以很好地解释这些现象。然而对于多电子效应是否对阈上电离过程产生影响,目前还没有明确的结论。

关键词：阈上电离强激光场碱土金属原子中红外

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平滑转换向量误差修正模型的非线性协整SupLM检验

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数理统计与管理 2010年第3期29卷 456-463页

作者：陈洁田铮黄维袁芳苏晓丽西北工业大学应用数学系陕西西安710072 常州数控技术研究所江苏常州213164 中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心辽宁沈阳110171 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101

本文考虑平滑转换向量误差修正模型的非线性协整检验问题,相对于传统的两步检验法,给出已知协整向量下的直接检验非线性协整的SupLM检验方法,通过定义平滑转换协整模型,给出SupLM检验统计量,在原假设下得到检验统计量的渐近分布和相关的... 详细信息

本文考虑平滑转换向量误差修正模型的非线性协整检验问题,相对于传统的两步检验法,给出已知协整向量下的直接检验非线性协整的SupLM检验方法,通过定义平滑转换协整模型,给出SupLM检验统计量,在原假设下得到检验统计量的渐近分布和相关的bootstrap算法,模拟结果和实例计算表明了该方法的有效性。

关键词：平滑转换 SupLM检验 Bootstrap Monte Carlo模拟

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基于网络模型的软/硬件可靠性分析

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计算机应用研究 2007年第7期24卷 28-31页

作者：马士超王贞松姜珊珊中国科学院计算技术研究所中国科学院计算数学与科学工程计算研究所

提出了一种以软件环境中硬件可靠性分析的可靠性计算方法,从而使系统的可靠性计算更精确。最后给出了提高系统可靠性的策略与方法。

关键词：网络模型硬件可靠性软件可靠性

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