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第十五届全国流体力学数值方法研讨会

作者：沈智军胡立军北京应用物理与计算数学研究所，计算物理实验室，100088 中国工程物理研究院研究生部

本文研究二维浅水波方程和二维欧拉方程的数值激波不稳定性问题。首先开展的是以特定的奇偶相间扰动为特征的线性扰动分析。根据扰动量的增长矩阵，确定产生数值激波不稳定性的网格界面位置，分析产生不稳定现象的原因。对Roe、HLLC、HL... 详细信息

本文研究二维浅水波方程和二维欧拉方程的数值激波不稳定性问题。首先开展的是以特定的奇偶相间扰动为特征的线性扰动分析。根据扰动量的增长矩阵，确定产生数值激波不稳定性的网格界面位置，分析产生不稳定现象的原因。对Roe、HLLC、HLL和AUSM格式的线性稳定性分析和数值实验表明，格式的临界稳定性与数值激波的不稳定现象有重要的联系。剪切方向上的数值耗散不足是浅水波方程数值激波不稳定性的原因之一，欧拉方程组中的质量方程与切向动量方程的不恰当离散均能学致数值激波不稳定性现象。

关键词：浅水波方程欧拉方程线性稳定性激波不稳定性混合通量格式

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基于level set的Eulerian-Lagrangian耦合方法及其应用

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力学学报 2010年第2期42卷 177-182页

作者：贾祖朋蔚喜军北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094

提出了一种基于水平集的Eulerian-Lagrangian耦合方法,其中Lagrangian方法采用相容显式有限元拉氏方法,Eulerian方法采用基于近似Riemann解的有限体积Eulerian方法,多介质界面处理采用新的水平集和Ghost方法计算.给出了若干数值算例,包... 详细信息

提出了一种基于水平集的Eulerian-Lagrangian耦合方法,其中Lagrangian方法采用相容显式有限元拉氏方法,Eulerian方法采用基于近似Riemann解的有限体积Eulerian方法,多介质界面处理采用新的水平集和Ghost方法计算.给出了若干数值算例,包括激波管问题以及金属和气体的运动界面及其大变形问题,并分别与精确解和相容显式有限元拉氏方法的计算结果进行了对比.数值结果表明,该方法计算结果正确,精度较高,能够准确捕捉物质界面,适用于处理大变形问题.

关键词：大变形流体力学问题多介质 Eulerian-Lagrangian耦合方法水平集方法近似Riemann解

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粒子输运蒙特卡罗模拟现状概述

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计算物理 2010年第6期27卷 791-798页

作者：邓力李刚北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

蒙特卡罗(MC)方法发展已有60多年历史,广泛应用于核科学及相关领域.MC方法超强的几何处理能力,使用精密的连续点截面参数,能够模拟各种复杂几何系统内的中子、光子、电子、α粒子、质子及其耦合输运问题.随着计算机的快速发展,通过大规... 详细信息

蒙特卡罗(MC)方法发展已有60多年历史,广泛应用于核科学及相关领域.MC方法超强的几何处理能力,使用精密的连续点截面参数,能够模拟各种复杂几何系统内的中子、光子、电子、α粒子、质子及其耦合输运问题.随着计算机的快速发展,通过大规模并行计算,MC方法及程序已成为模拟各种粒子输运问题的首选工具.

关键词：蒙特卡罗复杂几何粒子输运并行计算首选工具

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NiAl化合物晶格模型的蒙特卡罗模拟研究

NiAl化合物晶格模型的蒙特卡罗模拟研究

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第六届全国青年计算物理学术交流会

作者：郑晖申亮白彬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表面物理与化学国家重点实验室四川绵阳 621907

NixAl1-x是一种重要的金属间化合物,具有bee结构(类似CsCl),它的熔点高,密度较低,在高温下具有高强度、高硬度和抗氧化腐蚀等优良性质,是未来理想的高温结构材料,本文采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法对NiAl合金晶格模型在1273K温度下... 详细信息

NixAl1-x是一种重要的金属间化合物,具有bee结构(类似CsCl),它的熔点高,密度较低,在高温下具有高强度、高硬度和抗氧化腐蚀等优良性质,是未来理想的高温结构材料,本文采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法对NiAl合金晶格模型在1273K温度下的点缺陷浓度和Al原子化学活度等进行了计算,并与实验数据及缺陷关联模型(DCM)的理论计算结果进行了比较3模拟计算结果显示,当Ni原子比例大于47.5％时,晶格模型能很好地描述NiAl合金的行为;当Ni原子比例小于47.5％时,空位浓度高于5％,晶格模型相互作用参数须作适当修正3 GCMC能很好地模拟晶格模型的热力学性质,DCM在描述富Ni区域Al空位的热激发行为和富Al区域Ni空位分布的关联性方面有局限性.

关键词：铝化镍化合物晶格模型蒙特卡罗模拟点缺陷浓度化学活度

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多孔材料冲击特性的数值研究

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力学学报 2010年第6期42卷 1138-1148页

作者：许爱国张广财应阳君朱建士北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

使用物质点方法对多孔材料的冲击响应过程进行模拟研究.重点考察了孔隙度、冲击波强度和空隙平均大小对波后物质状态参量的影响,计算了局域旋度和散度随时间的演化及其涨落.研究表明,在孔隙度较低时,波后系统可以达到一个近似动力学平稳... 详细信息

使用物质点方法对多孔材料的冲击响应过程进行模拟研究.重点考察了孔隙度、冲击波强度和空隙平均大小对波后物质状态参量的影响,计算了局域旋度和散度随时间的演化及其涨落.研究表明,在孔隙度较低时,波后系统可以达到一个近似动力学平稳态,下游区域的空隙反射回的稀疏波使得物理量随时间轻微振荡.在孔隙度较大时,波后物质不易被压实,冲击波的衰减明显.在孔隙度一定的前提下,更大的平均空隙导致波后系统温度的进一步提高.冲击波的衰减速率依赖于孔隙度、平均空隙大小和冲击波强度.局部湍流和体积耗散是非均匀材料中机械能转化为热能的重要机制;加载的冲击波越强,材料的多孔特征越显著.压强、密度、温度、粒子速度趋于或远离平衡的节奏并不同步.

关键词：多孔材料冲击响应特性物质点模拟局域旋度局域散度

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二维三温辐射流体力学拉氏计算中的子网格压力方法

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计算物理 2010年第3期27卷 326-334页

作者：戴自换邬吉明林忠符尚武北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

研究对应于电子压、离子压、光子压的扰动隅角力的计算方法,提出二维三温辐射流体力学拉氏计算中的两种子网格压力方法,即基于状态方程和基于几何的方法.数值试验表明,这两种方法均能很好地抑制二维三温辐射流体力学拉氏计算中出现的网... 详细信息

研究对应于电子压、离子压、光子压的扰动隅角力的计算方法,提出二维三温辐射流体力学拉氏计算中的两种子网格压力方法,即基于状态方程和基于几何的方法.数值试验表明,这两种方法均能很好地抑制二维三温辐射流体力学拉氏计算中出现的网格非物理畸变.

关键词：二维三温辐射流体力学子网格压力方法扰动隅角力

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加载条件下微裂纹动力学行为的多尺度方法模拟

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北京理工大学学报 2010年第3期30卷 357-360页

作者：徐云陈军陈栋泉北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

利用多尺度方法研究包含微裂纹金属材料在加载条件下的动力学行为.多尺度方法结合了分子动力学和自适应有限元方法.分子动力学方法用于局部缺陷区域,有限元方法用于整个模型区域,两种方法之间用桥尺度函数进行连接.计算结果既包括了系... 详细信息

利用多尺度方法研究包含微裂纹金属材料在加载条件下的动力学行为.多尺度方法结合了分子动力学和自适应有限元方法.分子动力学方法用于局部缺陷区域,有限元方法用于整个模型区域,两种方法之间用桥尺度函数进行连接.计算结果既包括了系统宏观的物理信息(应变场、应力场等),也包括了微观原子的物理信息(原子位置坐标等).模拟结果发现,在裂尖的传播过程中将发射位错,同时,拉伸应力和应变将主要集中在裂纹的两端.正是由于应力的集中导致了裂纹的进一步加速传播,最后形成宏观的断裂效应.

关键词：多尺度模拟裂纹动力学行为

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可压流体的三维格子玻尔兹曼模型

可压流体的三维格子玻尔兹曼模型

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中央高校基本科研业务费项目研究成果学术交流会

作者：陈锋许爱国张广财李英骏中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家级重点实验室北京100088

本文提供了一个可压流体的高效三维格子玻尔兹曼模型.这个改进的模型由Kataoka和Tsutahara的三维离散速度模型、一个有限差分算法和一个人工粘性项来构成.人工粘性项的引入使得模型更容易满足von Neumann稳定性条件.改进后的算法既适用... 详细信息

本文提供了一个可压流体的高效三维格子玻尔兹曼模型.这个改进的模型由Kataoka和Tsutahara的三维离散速度模型、一个有限差分算法和一个人工粘性项来构成.人工粘性项的引入使得模型更容易满足von Neumann稳定性条件.改进后的算法既适用于低速流体系统,也适用于高速流体系统.通过该方法,成功地模拟了激波与气泡相互作用的三维问题.模拟结果与实验以及其他数值方法一致.

关键词：高速流体系统三维格子玻尔兹曼模型激波气泡

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可压缩多介质流动的整体ALE方法(GALE)

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北京理工大学学报 2010年第5期30卷 622-625页

作者：田保林刘妍申卫东王双虎江松北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100083

结合传统ALE方法和欧拉方法的优点,提出了整体ALE计算(GALE)的构想,通过整体重分重映使得ALE计算不再受限于物质界面的变形.当界面变形不大时,网格线与界面重合,以拉氏模式清晰地追踪物质界面;当界面有较大变形时,引入混合网格,采用欧... 详细信息

结合传统ALE方法和欧拉方法的优点,提出了整体ALE计算(GALE)的构想,通过整体重分重映使得ALE计算不再受限于物质界面的变形.当界面变形不大时,网格线与界面重合,以拉氏模式清晰地追踪物质界面;当界面有较大变形时,引入混合网格,采用欧拉方法捕捉界面.应用整体ALE方法数值模拟了气液激波管和分层Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性问题,取得了与理论解较为吻合的结果.

关键词：整体ALE方法界面大变形分层RM不稳定性

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强激光场中原子分子动力学研究

强激光场中原子分子动力学研究

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第十六届全国原子与分子物理学术会议

作者：陈京柳晓军程亚徐至展北京应用物理与计算数学研究所中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室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

我们利用量子S矩阵理论、半经典模型和解含时薛定谔方程的数值方法对原子分子在超短超强激光场中的电离和高次谐波产生等过程进行了系统的研究。发展了量子S矩阵理论,提出一种考虑电子波包的有限空间尺度的方法以克服原有理论处理长程... 详细信息

我们利用量子S矩阵理论、半经典模型和解含时薛定谔方程的数值方法对原子分子在超短超强激光场中的电离和高次谐波产生等过程进行了系统的研究。发展了量子S矩阵理论,提出一种考虑电子波包的有限空间尺度的方法以克服原有理论处理长程库仑场时出现的发散困难,对原子在线极化强激光场中隧穿区域的单电离过程进行了研究,发现低能光电子能

关键词：强激光场高次谐波产生库仑场分子动力学

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