检索结果-内蒙古大学图书馆

金属学报 2024年第10期60卷 1405-1417页

作者：陈默涵北京大学工学院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 北京科学智能研究院北京100080

基于量子力学基本原理的密度泛函理论(DFT)可以有效预测材料性质,如今它在物理、化学、材料、生物等领域的研究工作中已得到广泛应用。随着对材料领域的深入研究,进一步提升DFT的精度和效率已成为迫切需求,但精度和效率往往不可兼得。... 详细信息

基于量子力学基本原理的密度泛函理论(DFT)可以有效预测材料性质,如今它在物理、化学、材料、生物等领域的研究工作中已得到广泛应用。随着对材料领域的深入研究,进一步提升DFT的精度和效率已成为迫切需求,但精度和效率往往不可兼得。近年来,在AI for Science理念的引领下,基于深度学习的电子结构计算方法迅速发展,有望解决电子结构计算中精度和效率不能两全的困境。然而,只有稳定可靠的DFT软件平台才能保证深入研究和持续推动AI辅助电子结构计算方法的广泛应用,这既充满挑战又蕴含机遇。在此背景下,本文主要从物理模型、深度学习算法和软件开发3方面介绍国产开源DFT软件ABACUS(atomic-orbital based ab-initio computation at UStc,中文名原子算筹)从开发2.2版本(2022年4月发布)到发布3.7版本(2024年7月发布)期间的进展及其与深度学习算法的融合和应用。

关键词： ABACUS 密度泛函理论开源软件深度学习计算材料科学

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经典瑞利-泰勒不稳定性界面变形演化的改进型薄层模型

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物理学报 2018年第9期67卷 188-195页

作者：赵凯歌薛创王立锋叶文华吴俊峰丁永坤张维岩贺贤土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 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

激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演... 详细信息

激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演化的薄层模型.通过分析薄层中流体微团的受力,得到了运动微分方程组,并在二维情况进行数值求解.在线性阶段,薄层模型描述的界面演变规律与模拟结果符合很好;在非线性阶段,薄层模型可以描述至"蘑菇"形结构,与数值模拟的结果很接近.目前薄层的RT不稳定性非线性解析理论研究仅限于弱非线性阶段,本工作发展的薄层解析理论能很好地研究薄层非线性"气泡-尖钉"发展过程.

关键词：薄层模型 Rayleigh-Taylor不稳定性 Atwood数非线性阶段

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非理想流体中Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究

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物理学报 2013年第14期62卷 324-332页

作者：霍新贺王立锋陶烨晟李英骏中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 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

在随气泡顶端运动的坐标系中,通过将理想流体模型推广到非理想流体的情况,研究了流体黏性和表面张力对Rayleigh-Taylor(RT)和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性气泡速度的影响.首先得到了RT和RM不稳定性气泡运动的控制方程(自洽的微分方程... 详细信息

在随气泡顶端运动的坐标系中,通过将理想流体模型推广到非理想流体的情况,研究了流体黏性和表面张力对Rayleigh-Taylor(RT)和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性气泡速度的影响.首先得到了RT和RM不稳定性气泡运动的控制方程(自洽的微分方程组);其次给出了二维平面坐标和三维柱坐标中气泡速度的数值解和渐近解,并定量分析了流体黏性和表面张力对RT和RM气泡速度和振幅的影响.结果表明:从线性阶段到非线性阶段的全过程中,非理想流体中的气泡速度和振幅小于理想流体中的气泡速度和振幅.也就是说,流体黏性和表面张力对RT和RM不稳定性的发展都具有致稳作用.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度非理想流体

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界面不稳定性诱导的湍流混合问题的RANS统一预测新思路

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空气动力学学报 2024年第9期42卷 1-13,I0001页

作者：谢寒松肖梦娟张又升北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088

准确预测由Rayleigh-Taylor(RT)、Richtmyer-Meshkov(RM)和Kelvin-Helmholtz(KH)等流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合问题具有重要的科学意义和工程价值。在工程实践中,利用雷诺平均湍流模型(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)模拟上述问题是当前及可见的未来最主流的方法。RANS模型主要包括物理模型和模型系数两方面。然而,在实际工程中,存在各类复杂性问题及其相互耦合,使得采用同一套RANS模型统一预测不同混合问题变得极具挑战,而这又是RANS模型能落地工程应用的前提条件。为解决上述问题,本研究直面工程应用,基于整体论思维观提出了实现RANS渐近理想统一预测的新思路,给出了系统确定湍流混合模型系数的新方法,并将其应用至混合领域内的k-L、k-ε和BHR三类(含亚类)主流的RANS混合模型,均实现了同一套湍流混合模型对不同混合问题的统一预测,证明了所提思路和方法在混合领域的适用性和鲁棒性。本工作可为RANS湍流混合模型的工程化应用奠定基础,其核心思路也可望延拓应用至其他领域的湍流模型上。

关键词：湍流混合统一预测 RANS模型模型系数

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玻色-爱因斯坦凝聚体Rosen-Zener跃迁中的多体量子涨落效应

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物理学报 2012年第22期61卷 65-71页

作者：王建忠曹辉豆福全北京理工大学物理学院北京100081 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京100088 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京100084

研究了处于对称双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体Rosen-Zener跃迁过程的多体量子涨落效应,分析了末态平均布居数差与扫描周期的关系.线性情况下,得到了末态平均布居数差关于扫描周期的解析表达式,该结果与平均场下的结果完全一致,并利用数... 详细信息

研究了处于对称双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体Rosen-Zener跃迁过程的多体量子涨落效应,分析了末态平均布居数差与扫描周期的关系.线性情况下,得到了末态平均布居数差关于扫描周期的解析表达式,该结果与平均场下的结果完全一致,并利用数值方法进行了验证.非线性情况下,通过数值计算发现,快速扫描时末态平均布居数差与平均场情况下的结果符合比较好;然而绝热扫描时与平均场情况却有着很大的不同:末态平均布居数差随扫描周期的变化不再是平均场情况下的方波形式而是类似于正弦型的振荡,而且振荡周期会随着粒子数N以及非线性参数c的增加而增大.

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚 Rosen-Zener跃迁多体效应

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燃烧系统的离散Boltzmann建模与模拟研究进展

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物理学报 2015年第18期64卷 31-56页

作者：许爱国张广财应阳君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 爆炸科学与技术国家重点实验室(北京理工大学) 北京100081

燃烧系统的诸多模拟依托于流体建模,离散Boltzmann方法(discrete Boltzmann method,DBM)是近年来发展起来的一种新的流体介观建模方法.本文简要评述DBM发展的两个方向——Navier-Stokes等偏微分方程的数值逼近解法和复杂系统的微介观动... 详细信息

燃烧系统的诸多模拟依托于流体建模,离散Boltzmann方法(discrete Boltzmann method,DBM)是近年来发展起来的一种新的流体介观建模方法.本文简要评述DBM发展的两个方向——Navier-Stokes等偏微分方程的数值逼近解法和复杂系统的微介观动理学建模.主要介绍在燃烧系统模拟方面DBM已有的工作、新近的思路、与传统流体建模的异同以及近期的研究成果.本文重点传递的信息为:作为复杂系统微介观动理学建模出现的DBM在模拟过程中同时给出"流动"及其相伴随的、关系最密切的那部分"热动"非平衡效应;它为燃烧等复杂系统中各类非平衡行为的描述、非平衡信息的提取、非平衡程度的度量提供了一种简洁、有效的方法;它所提供的热动非平衡测量量有两类:一类是直接比较分布函数和平衡态分布函数的动理学矩关系得到的,一类是来自于Chapman-Enskog多尺度分析给出的热传导和黏性项.基于第二类DBM,可以实现(燃烧等)一大类复杂流体系统的多尺度物理建模.

关键词：离散Boltzmann方法非平衡效应燃烧复杂流体

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神光Ⅱ装置上间接驱动烧蚀瑞利-泰勒不稳定性实验分析

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强激光与粒子束 2015年第3期27卷 69-76页

作者：吴俊峰缪文勇王立锋曹柱荣郁晓瑾叶文华郑无敌刘杰王敏江少恩裴文兵朱少平丁永坤张维岩贺贤土北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 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 中国工程物理研究院四川绵阳621900

在神光Ⅱ激光装置上开展了一系列辐射烧蚀Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性实验。平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰... 详细信息

在神光Ⅱ激光装置上开展了一系列辐射烧蚀Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性实验。平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响。实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像。通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据,模拟结果与实验结果相符合。神光Ⅱ激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算。

关键词：惯性约束聚变流体力学不稳定性瑞利-泰勒不稳定性

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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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一个三维多松弛时间全速域格子Boltzmann模型

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计算物理 2018年第4期35卷 379-387页

作者：陈锋许爱国张广财焦培刚山东交通学院济南250357 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京100088 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

构建一个既适用于低速不可压流体又适用于高速可压缩流体的三维自由参数多松弛时间格子Boltzmann模型.模型中,根据SO（3）群的不可约表述基函数构造转化矩阵,根据恢复可压Navier-Stokes方程的需要选取非守恒矩平衡值.通过von Neumann稳... 详细信息

构建一个既适用于低速不可压流体又适用于高速可压缩流体的三维自由参数多松弛时间格子Boltzmann模型.模型中,根据SO（3）群的不可约表述基函数构造转化矩阵,根据恢复可压Navier-Stokes方程的需要选取非守恒矩平衡值.通过von Neumann稳定性分析模型参数对数值稳定性的影响,并给出建议选择范围.模型经过基准问题的验证,模拟结果与解析解及其它数值结果符合较好.

关键词：格子Boltzmann 可压缩流体多松弛时间

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一个高效的离散Boltzmann爆轰模型

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计算物理 2016年第5期33卷 505-515页

作者：张玉东许爱国张广财祝成民北京航空航天大学宇航学院北京100191 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

构建一个适用于爆轰过程模拟的离散Boltzmann模型.该模型由一个离散Boltzmann方程和一个唯象反应率方程构成;在物理建模上,它等效于一个传统Navier-Stokes模型外加一个关于热动非平衡行为的粗粒化模型.与传统流体模型相比,它能够提供更... 详细信息

构建一个适用于爆轰过程模拟的离散Boltzmann模型.该模型由一个离散Boltzmann方程和一个唯象反应率方程构成;在物理建模上,它等效于一个传统Navier-Stokes模型外加一个关于热动非平衡行为的粗粒化模型.与传统流体模型相比,它能够提供更多的动力学和动理学信息.该模型采用16个离散速度,相比于使用33个离散速度的模型具有更高的运算效率,模型中引入了额外自由度,通过调节额外自由度的数目,可以模拟各种不同比热比的爆轰.采用爆轰问题中的一些经典算例对所建立的模型进行数值验证.结果表明:该模型不仅对传统流体模型所能模拟的爆轰问题有效,而且能够用于一些传统流体模型不能描述的非平衡过程,有利于对爆轰问题的深入研究.

关键词：爆轰离散Boltzmann模型唯象反应率模型非平衡信息

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