检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2024年第3期36卷 4-12页

作者：尚天博杨薇宋萌萌周前红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研究生部北京100088

当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进... 详细信息

当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进行离散;第二,离散粒子的相空间分布函数是否适合作为验证研究的观测量;第三,粒子-网格耦合过程中的电场插值和电荷分配会影响PIC仿真的全局收敛精度。另外,当PIC方法与蒙特卡罗(MC)方法耦合时,离散误差和随机误差通常叠加在一起,理查德森外推需要结合系综平均进行。提出了一种分层级验证的方法。首先对单粒子轨道、电磁场求解、二体粒子碰撞进行收敛精度阶测试;然后采用空间电荷限制流、气体的傅里叶流动等具有精确解的经典物理模型分别对集成PIC、MC模块进行离散误差评估;最后采用放电物理过程对程序功能进行基准校验。

关键词： PIC方法验证技术精度阶测试放电模拟

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深度神经网络学习快中子截面

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原子能科学技术 2023年第4期57卷 812-817页

作者：胡泽华应阳君勇珩续瑞瑞北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国原子能科学研究院北京102413

为探索利用机器学习方法辅助核反应数据评价的可行性,采用全连接深度神经网络算法学习中子截面数据,并考察预测能力。采用通用评价核数据库中快中子区的中子截面作为数据集,训练神经网络模型并进行验证和测试。提取ENDF/B-Ⅷ.0库中铀的1... 详细信息

为探索利用机器学习方法辅助核反应数据评价的可行性,采用全连接深度神经网络算法学习中子截面数据,并考察预测能力。采用通用评价核数据库中快中子区的中子截面作为数据集,训练神经网络模型并进行验证和测试。提取ENDF/B-Ⅷ.0库中铀的12个同位素^(230~241)U的快中子区中子总截面和弹性散射截面,将^(230)U的截面作为待预测的测试数据,将^(232)U的截面作为验证数据,其余10个核素的截面作为训练数据。为获得具有预测能力的神经网络模型,利用训练数据训练系列神经网络模型,再利用验证数据挑选最优模型用于预测测试数据。验证和测试显示,通过训练,神经网络模型能够较好地反映评价库中截面数据随核素、入射中子能量的变化规律,对未知核素的中子截面数据表现出较强的预测能力。因此,神经网络算法有潜力成为核数据评价的新途径。

关键词：深度神经网络快中子截面核数据评价

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加强基础研究,深化物理认识——周光召先生与中国核武器事业

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物理 2024年第4期53卷 274-278页

作者：王建国北京应用物理与计算数学研究所北京100088

周光召先生是中国核武器事业的重要开创者、奠基人,是中国科技改革发展的重要推动者和领导者。在六十多年的科学生涯中,他纵横多个领域并取得多项创造性成果。从1961年到1979年的近20年时光,周先生将自己的智慧与才华奉献给了中国的核... 详细信息

周光召先生是中国核武器事业的重要开创者、奠基人,是中国科技改革发展的重要推动者和领导者。在六十多年的科学生涯中,他纵横多个领域并取得多项创造性成果。从1961年到1979年的近20年时光,周先生将自己的智慧与才华奉献给了中国的核武器事业,为我国原子弹、氢弹、中子弹的研制成功和核武器的设计、定型立下了不朽功勋。周先生忠诚爱国、学养深厚、视野开阔、格局宏大,他倡导民主学风,锐意开拓进取,致力于为核武器事业谋篇布局、夯实根基,在推动学科建设、促进人才培养等方面都做出了重要贡献。

关键词：创造性成果谋篇布局周光召视野开阔不朽功勋人才培养核武器学科建设

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通过包络面重构的大规模粒子并行绘制算法

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国防科技大学学报 2024年第5期46卷 219-227页

作者：王华维艾志玮曹轶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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据... 详细信息

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据。在算法实现上,还解决了并行计算时的块间裂缝问题,并提出了快速查找邻域粒子的方法,同时,基于可见性对粒子数据进行剔除,提高了绘制效率。由此,可以通过带光照效果的光滑曲面来高表现展示大规模粒子数据中的团簇结构及其物理量分布。实验结果表明,该算法在512核上可在5 s内完成上亿粒子的绘制,并行效率可达60%。该算法已成功应用到大规模并行非平衡分子动力学模拟等实际模拟应用中。

关键词：粒子可视化包络面距离场分布式并行化可见性剔除

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周毓麟先生在计算数学领域的成就与贡献——纪念周毓麟院士百年诞辰

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计算数学 2023年第1期45卷 3-7页

作者： Institute of Applied Physics and Computational Mathematics 北京应用物理与计算数学研究所

本文从计算数学的视角,介绍周毓麟先生在离散泛函分析方法和大型科学计算方法等领域的研究工作.

关键词：离散Sobolev空间有限差分方法并行算法网络设计

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系统电磁脉冲建模与数值模拟研究进展

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电波科学学报 2024年第5期39卷 797-807页

作者：张含天陈剑楠周前红周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 西北核技术研究所西安710024

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法... 详细信息

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法与专用数值模拟程序。然而,受限于系统电磁脉冲所涉及物理过程的复杂性,目前仍难以实现其毁伤效果的定量分析,已经成为抗辐射加固领域的短板问题。为此,本文综述了系统电磁脉冲的基本物理过程与分类方法,按外部系统电磁脉冲、腔体系统电磁脉冲、线缆系统电磁脉冲、电路盒系统电磁脉冲等不同类型,分别从建模方法、已形成专用数值模拟程序的功能与特点等方面介绍了国内外系统电磁脉冲理论研究的进展。结果表明,除电路盒系统电磁脉冲外,国内外数值模拟采用的技术路线较明确。国内发展的模拟能力基本可实现自主程序替代,但在未来的研究中,需要进一步加强专用模拟程序的集成以及模型校验,以更好地应用于系统电磁脉冲对实际电子学系统干扰/毁伤效能的评估。

关键词：系统电磁脉冲内电磁脉冲电离辐射光电子电磁兼容

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耐事故核燃料UN抗氧化机制与性能增强的研究进展

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工程科学学报 2025年第4期47卷 682-696页

作者：张钰赵旭文张玉娟杨宇吕文婷刘晓光褚明福杨振亮许靖堃葛昌纯北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 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材料研究所绵阳621900

氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆... 详细信息

氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆内服役条件下的低抗氧化性能,本文总结了氮化铀在空气中的氧化反应过程和提升氮化铀核燃料抗氧化性能的方法,具体包括采用高耐腐蚀陶瓷烧结形成保护屏障、添加合适的金属元素合金化、表面涂层技术等方法.重点讨论了氮化铀与各种陶瓷抗氧化相包括二氧化铀,二硅化三铀和其他陶瓷抗氧化相烧结形成复合燃料的抗氧化性能.其中,氮化铀-二氧化铀型复合燃料相比于氮化铀在高温和高压蒸汽环境下具有更高的氧化起始温度,显示出较高的抗氧化性能.因此重点探索了氮化铀-二氧化铀型复合燃料成分和微观结构对抗氧化性能影响的微观机制以及改进措施.三氮化二铀相的生成在提高氮化铀-二氧化铀抗氧化性能方面起到关键作用,但其高温稳定性仍存在争议.另外,本文还归纳了当前氮化铀基新型燃料在抗氧化性能提升研究方面亟需解决的科学问题.

关键词：耐事故燃料氮化铀抗氧化性能二氧化铀三氮化二铀

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颠覆性技术多元投入机制研究

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中国科学院院刊 2024年第5期39卷 917-932页

作者：展咪咪彭现科曹晓阳胡晓棉中国工程科技创新战略研究院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

颠覆性技术是推动人类发展和产业变革的关键力量,世界各国都高度重视,纷纷进行相关战略规划和部署,期望占领技术创新的制高点。作为资源集聚的有效方式,颠覆性技术多元投入机制的构建逐渐上升为国家的战略需求,相关研究也日益得到国家... 详细信息

颠覆性技术是推动人类发展和产业变革的关键力量,世界各国都高度重视,纷纷进行相关战略规划和部署,期望占领技术创新的制高点。作为资源集聚的有效方式,颠覆性技术多元投入机制的构建逐渐上升为国家的战略需求,相关研究也日益得到国家的重视。文章首次以创新过程视角开展颠覆性技术多元投入机制研究。从创新理论出发,深入创新过程,系统分析了技术成长特性,明确了颠覆性技术多元投入机制内涵,并以案例研究为支撑,解析投入实践,总结投入模式,链接创新机理,实现了从创新机理到创新实践的颠覆性技术多元投入机制的系统构建。

关键词：颠覆性技术颠覆性创新多元投入机制

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脉冲源法对次临界系统的适用性和限制条件

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计算物理 2025年第2期42卷 224-231页

作者：高屹郑妍徐琪张晓立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战略研究中心北京100094

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区... 详细信息

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统,活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明:脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统,活性区越接近临界,泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区keff限值,并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

关键词：脉冲源法次临界系统泄漏γ计数率瞬发中子衰减时间常数裂变衰减特性

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求解接触问题鞍点系统的一类两网格预处理方法

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北京理工大学学报 2025年第3期45卷 248-255页

作者：段晓宇安恒斌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 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法... 详细信息

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法,在精确求解粗网格系统时实现单次收敛.此外,构造的粗网格算子具有对称正定性,能有效反映接触约束条件.数值实验结果表明,该方法仅需要较少的迭代次数即可收敛,在多种接触模型中表现出较高的计算效率,其计算时间相比于SIMPLE方法最多可减少80%.同时,该方法在不同的接触约束条件下仍保持较强的健壮性,且适用于大规模计算.

关键词：接触力学迭代法线性方程组鞍点系统两网格预处理

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