检索结果-内蒙古大学图书馆

当轻流体支撑或者加速重流体时,界面处的扰动会随时间增长的物理现象称之为瑞利-泰勒(Rayleigh-Taylor,RT)不稳定性。除了惯性约束聚变会出现RT不稳定性现象,在自然界和工业领域中也会出现该现象,如燃烧和化学反应过程、污染物扩散过程、地质运动过程、洋流流动过程和超新星爆发过程等。人们在生产生活中对RT不稳定性的处理原则自然是:有利强之,有害抑之。精准、有效地强化或者抑制的前提是对其发生、发展各个阶段的特征、机制和规律有个清晰的认识。对于RT不稳定性的研究,以往大多采用宏观连续流体模型,侧重考查宏观层次的流动非平衡行为和效应,更底层的介观层次的热力学非平衡相关的动理学模式和行为特征尚未得到充分研究。然而,复杂问题往往需要多层次、多视角研究,一些中间(介观)尺度行为的研究也需要微观、介观和宏观建模相结合。本报告基于上述背景简要介绍离散玻尔兹曼建模(Discrete Boltzmann Modeling,DBM)方法在RT不稳定性的研究进展,重点关注不易用传统宏观流体模型描述的流体力学和热力学非平衡效应,理解流动和热动非平衡过程及其相互关联和响应,为宏观流体模型的改进和惯性约束聚变等相关工程的应用提供理论参考。

关键词：流体不稳定性非平衡效应多尺度离散玻尔兹曼方法

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并行代数多重网格算法:大规模计算应用现状与挑战

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数值计算与计算机应用 2019年第4期40卷 243-260页

作者：徐小文北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算... 详细信息

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算机体系结构特征越来越复杂,AMG面临并行可扩展、算法可扩展和浮点性能优化的严峻挑战.本文结合大规模计算的发展趋势,特别是面向即将到来的百亿亿次(E级)计算,分析AMG算法在这三个方面的挑战,总结研究现状与进展,展望未来研究重点.

关键词：科学与工程计算数值模拟代数多重网格(AMG) 预条件子并行算法 E级计算

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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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二阶分布反馈太赫兹量子级联激光器的光学特性

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光学学报 2018年第4期38卷 248-254页

作者：李鑫王健杨宁楚卫东北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室光信息科学与技术研究所北京100044 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)的增益谱较宽,使用普通法布里-珀罗腔时一般为多纵模激射。二阶分布反馈THz QCL可利用表面辐射损耗消除模式简并,实现单纵模激射。采用耦合模理论对单面金属波导二阶分布反馈THz QCL基本参数的计算公式进... 详细信息

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)的增益谱较宽,使用普通法布里-珀罗腔时一般为多纵模激射。二阶分布反馈THz QCL可利用表面辐射损耗消除模式简并,实现单纵模激射。采用耦合模理论对单面金属波导二阶分布反馈THz QCL基本参数的计算公式进行了理论推导,并研究了光栅结构参数对其耦合系数、阈值增益、光子密度及外微分量子效率等参数的影响。在以自然解理面为端面的波导上刻蚀占空比约为0.15、有源区深度为0.5μm的光栅时,激光器的阈值增益较低,腔内光子密度分布相对均匀,能够实现单纵模激射。

关键词：太赫兹量子级联激光器耦合模理论二阶光栅单纵模激射

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COVID-19传染病区域性防控辅助信息系统的设计与初步应用

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中华医学科研管理杂志 2020年第Z1期33卷 6-12页

作者：韩鸿宾成雨萌杨墨唐泽清王卉杨姝雅马青变王黛黛白颐和清源郭开心刘会坡薛晓琦程方骁李想马骏北京大学医学部医学技术研究院北京大学医学部科学研究处北京大学第三医院北京应用物理与计算数学研究所磁共振成像设备与技术北京市重点实验室航天中心医院

目的提出新型冠状病毒肺炎传染病暴发期区域性防控(Regional Control and Prevention, RCP)系统概念, 设计基于区域现有网络架构和信息系统的应急性防疫辅助信息系统, 建立远程智能医疗会诊与咨询及远程办公平台, 研发区域内人群的风险... 详细信息

目的提出新型冠状病毒肺炎传染病暴发期区域性防控(Regional Control and Prevention, RCP)系统概念, 设计基于区域现有网络架构和信息系统的应急性防疫辅助信息系统, 建立远程智能医疗会诊与咨询及远程办公平台, 研发区域内人群的风险评级与预警技术, 提高区域性的应急重大传染病防控能力。方法以高校、附属(教学)医院及云应用为典型RCP区域单元, 建立云与高校及附属(教学)医院现有局域网交互方法, 实现网络环境的远程办公、远程医学影像、心理与伦理会诊与咨询互动;应用基于复杂网络的多主体传播模型, 结合全球定位系统(Global Positioning System, GPS)、射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)和电子围栏技术, 实现区域内单元、人员的风险分级与早期预警。结果在RCP内采用校园网、附属(教学)医院内网以及互联网相结合的系统架构, 用分布式技术、云存储方式进行动态衔接, 网间中间库数据缓冲区机制, 实现各单元远程医疗会诊与远程办公。依托平台, 应用基于复杂网络的多主体传播模型和元胞自动机模型等, 利用GPS、RFID和电子围栏技术, 实现区域内人群暴露风险评分与预警。结论在重大传染病流行阶段, RCP系统的建设可提高应急情况下防疫响应速度, 提供基于数据的合理预警和风险评级, 减少易感人群的暴露风险。RCP系统的设计开发是系统化工程, 需要结合区域结构与功能特点, 并且区域内前期的信息化工作基础与应急开发团队水平决定了开发进度、维护和实际应用的效果, 建议建立平战结合RCP模式, 纳入政府疾控体系, 以提升国家和区域重大传染病防控水平和能力。

关键词： COVID-19 传染病防控区域性

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基于自洽力场构建α相RDX炸药等熵压缩加载线

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含能材料 2018年第1期26卷 53-58页

作者：宋华杰李华张平杨延强黄风雷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四川绵阳621999 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

从RDX炸药分子结构出发,运用电子结构理论、分子间微扰理论等第一性原理获得了α-RDX炸药全原子自洽力场(selfconsistent force field,SC FF)。基于SC FF,进一步发展出自洽力场—声子(SC FF-phonon)非谐自由能计算方法。该方法能较好考... 详细信息

从RDX炸药分子结构出发,运用电子结构理论、分子间微扰理论等第一性原理获得了α-RDX炸药全原子自洽力场(selfconsistent force field,SC FF)。基于SC FF,进一步发展出自洽力场—声子(SC FF-phonon)非谐自由能计算方法。该方法能较好考虑固体炸药的声子非谐效应以及核的量子效应。通过非谐自由能计算方法,获得了常压到55 GPa范围内等熵加载线及其热力学性质。等熵加载线的p(GPa)-V(cm^3/m ol)和T(K)~V(cm^3/m ol)数学关系分别为:p=66.59633+4.52375 exp(-V/0.68117)+16.56087exp(-V/4.31486)+35.94539exp(-V/32.26906)和lnT=5.06548+0.74774ln V-0.13886(lnV)~2。自洽力场方法和SCFF!phonon计算方法可为炸药状态方程构建及热力学等物性数据计算提供行之有效的理论工具。

关键词：状态方程热力学性质声子原子作用势炸药

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两种静态装置瞬发中子时间常数诊断研究

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核动力工程 2018年第3期39卷 10-12页

作者：白云李忠宝范晓强龚建彭先觉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中子物理学重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

金属反射层次临界装置和含氢反射层次临界装置的瞬发中子衰减特性不相同,对测量信号处理得到的时间常数的物理意义需深入认识。研究分析认为,对快谱装置而言,自引入稠密等离子体聚焦(DPF)源中子时刻起,装置能谱基本不变,时间常数本征值... 详细信息

金属反射层次临界装置和含氢反射层次临界装置的瞬发中子衰减特性不相同,对测量信号处理得到的时间常数的物理意义需深入认识。研究分析认为,对快谱装置而言,自引入稠密等离子体聚焦(DPF)源中子时刻起,装置能谱基本不变,时间常数本征值概念和数值计算的本征值均适用于快谱装置的研究,数值计算的时间常数本征值可与实验测量的时间常数进行比较。但是,对含氢反射层装置而言,自引入DPF源中子时刻起,装置的能谱一直随时间发生变化没有达到稳态,不满足时间常数本征值的定义,不能用于诊断装置瞬发中子特性,对于关心瞬发中子特性的研究命题,时间常数本征值不适用。

关键词：次临界 DPF源时间常数

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一种中心型间断有限元MMALE方法

一种中心型间断有限元MMALE方法

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：卿芳蔚喜军贾祖朋北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室中国工程物理研究院研究生院

针对含有强剪切变形的多介质可压缩流体动力学问题,提出了一种单元中心型二维MMALE (Multi-Material Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法。在拉氏步,流体力学方程组采用中心型间断有限元方法求解,其中选取谱基函数[1]作为基函数。与文... 详细信息

针对含有强剪切变形的多介质可压缩流体动力学问题,提出了一种单元中心型二维MMALE (Multi-Material Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法。在拉氏步,流体力学方程组采用中心型间断有限元方法求解,其中选取谱基函数[1]作为基函数。与文[1]不同的是,本文是在变形的拉氏网格上求解流体力学方程组。对于混合网格,采用Tipton压力松弛模型更新物理量,用等参坐标法更新物质中心点坐标。界面重构采用卿芳等人提出的一种鲁棒的MOF(Moment of Fluid)方法[2]。在重映步提出了基于多边形相交的二阶积分守恒重映方法,该方法分为四个

关键词：间断有限元 MMALE 流体力学方程组中心型

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克服HLLE型黎曼解法器的数值激波不稳定性

克服HLLE型黎曼解法器的数值激波不稳定性

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第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会

作者：沈智军李肖刘立祺计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院研究生院

本文研究以HLLE方法为基础的一些近似黎曼解法器的数值激波不稳定性,这些黎曼解法器包括HLLC型和HLLEM型通量函数。数值实验表明,所有的数值格式,包括其中被广泛认为是稳定的HLLE格式,在强激波放大作用下也出现了数值不稳定现象。线性... 详细信息

本文研究以HLLE方法为基础的一些近似黎曼解法器的数值激波不稳定性,这些黎曼解法器包括HLLC型和HLLEM型通量函数。数值实验表明,所有的数值格式,包括其中被广泛认为是稳定的HLLE格式,在强激波放大作用下也出现了数值不稳定现象。线性矩阵稳定性分析表明,对于给定的数值格式,存在一个与激波强度无关的阈值。如果数值激波结构中某一特定界面的密度比超过阈值,不稳定机制将会被触发。调整这些数值格式中的非线性波速,可以改变激波层中粘性解的行为,降低特定界面上的密度跃迁程度。从而有效地改善HLLE型近似黎曼解法器的数值激波不稳定。

关键词： HLLE格式黎曼解法器数值激波不稳定性稳定性分析波速估计

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