检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2017年第12期29卷 43-47页

作者：孟雪松鲍献丰刘德赟周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境重点实验室四川绵阳621900 北京卫星制造厂北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可... 详细信息

将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可节省大量的计算资源。在这一模型中,薄片被等效为一段传输线,并用其频域的导纳矩阵代替。使用数字滤波器理论以及逆Z变换可将频域的导纳矩阵转换到时域,并将其嵌入到时域有限差分算法中。该嵌入式薄片模型被用来计算一单层碳纤维复合材料薄片的反射以及透射性能,并与其解析解进行对比,从而验证该模型的准确性、收敛性以及高效性。该模型被用来计算三种具有不同电参数的单层碳纤维复合材料薄片的屏蔽性能,以研究各电参数对其屏蔽性能的影响。

关键词：嵌入式薄片模型碳纤维复合材料屏蔽性能时域有限差分算法

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不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：伍鲍吴凤超朱银波何安民吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 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

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时，将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来，这就是强冲击作用下的微喷射现象.本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8 GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程.研究...

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时，将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来，这就是强冲击作用下的微喷射现象.本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8 GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程.研究结果表明：不同加载波形对射流尖钉的速度几乎没有影响，然而对气泡速度产生显著的影响，三角波加载下，气泡仍然保持非零的相对速度，这与实验中观察到的现象一致;进一步地，我们统计了喷射物质总量随时间的演化，并和基于RM不稳定性的射流增长模型进行了比较，结果说明未熔化或者部分熔化的金属锡基体会明显抑制射流的进一步增长;最后，我们统计了喷射物质总量随压力峰值的变化关系，发现了在三角波加载下，喷射物质总量在较低的冲击压力下就会饱和.通过对卸载路径的分析，可以看到随着金属锡内部拉应力下降到零应力，其温度会快速上升，使得三角波加载下的金属锡在较低的压力下就可以发生熔化.

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三角波诱导下含沟槽金属铅动力学破坏的研究

三角波诱导下含沟槽金属铅动力学破坏的研究

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：王嘉楠吴凤超朱银波何安民王裴吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 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

激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程，以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构，我们观...

激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程，以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构，我们观察到了近表面范围内的明显的破坏现象。由于周期性沟槽的存在，固有的衰减波和反射波的叠加效应会导致自由面下产生明显的拉应力。因此，伴随着微射流的形成，金属铅近表面附近会发生复杂的破碎过程，包括横向的拉伸破坏以及杵体的形成。杵体的破坏方式与射流类似，破碎后形成的团簇的体积分布规律满足指数形式的分布关系。因此，基于格雷迪能量原理，我们可以通过射流和杵体间应变率的关系定量的描述他们形成的团簇特征体积的关系。

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非对称冲击-卸载实验中纵波声速的特征线分析方法

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物理学报 2016年第11期65卷 176-181页

作者：潘昊吴子辉胡晓棉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 中国工程物理研究院研究生部北京100088

材料高压声速是获取材料在冲击下的剪切模量、强度和相变信息的重要物理量,对于研究材料在高速冲击下的行为非常重要.由于飞片、样品和窗口材料阻抗失配等因素,传统的声速分析方法无法对非对称冲击-卸载实验中单样品的窗口界面速度进行... 详细信息

材料高压声速是获取材料在冲击下的剪切模量、强度和相变信息的重要物理量,对于研究材料在高速冲击下的行为非常重要.由于飞片、样品和窗口材料阻抗失配等因素,传统的声速分析方法无法对非对称冲击-卸载实验中单样品的窗口界面速度进行准确的分析.本文在反向特征线方法的基础上,考虑了飞片与样品、样品和窗口界面的相互作用,建立了适合于仅含单一厚度样品的非对称冲击-卸载实验的特征线声速分析方法,通过对数值实验给出的速度剖面的分析表明,该方法能够较为准确地获得待测材料高压下的声速及卸载路径.

关键词：声速特征线方法冲击加载

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稠密可压缩气粒两相流动中的等熵声速计算建模及物理规律

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物理学报 2016年第9期65卷 187-194页

作者：陈大伟王裴蔚喜军孙海权马东军北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100088

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有... 详细信息

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有的纯气体、稀疏气粒两相流情形的计算公式作为其特例,一方面验证了公式推导的正确性,另一方面说明新公式更具有通用性;分析了不同颗粒质量分数条件下的声速变化规律,相应结果与普朗特的理论分析符合,特别对于稠密气粒两相流动工况得到了一些新的物理认识;开展了颗粒间相互作用建模参数的物理分析,揭示了其对气粒两相流动声速的影响机理.本文取得的成果为稠密可压缩气粒两相流动研究以及相关工程应用提供理论支撑.

关键词：稠密气粒两相流可压缩流等熵声速计算建模

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曲几何非平衡辐射扩散的渐近保持计算方法

曲几何非平衡辐射扩散的渐近保持计算方法

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2017年第九届全国青年计算物理学术会议

作者：崔霞沈智军袁光伟北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

渐近保持计算方法的研究对于采用统一格式高效高保真地模拟一些复杂多物理过程至关重要。我们发展了文献[1]和[2]关于平几何非平衡辐射扩散问题的时间离散、空间离散与全离散渐近保持计算方法的研究。基于含有Larsen限流扩散算子的两温... 详细信息

渐近保持计算方法的研究对于采用统一格式高效高保真地模拟一些复杂多物理过程至关重要。我们发展了文献[1]和[2]关于平几何非平衡辐射扩散问题的时间离散、空间离散与全离散渐近保持计算方法的研究。基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究曲几何(球对称和柱对称几何)下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散方法。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并

关键词：非平衡辐射全离散格式二阶精度

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基于微分形式的广义有限体积方法

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应用数学学报 2016年第3期39卷 382-391页

作者：宋淑红王双虎北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100086

本文研究基于微分形式的广义有限体积方法,证明了该方法具有保结构性质,给出了它和其他保结构算法间的关系.并且指出了该方法具有变分性质,所以可视为是有限元方法和混合有限元方法.数值试验表明了该方法的有效性.

关键词： Whitney形式离散Hodge算子交换图表保结构性质

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基于J-Earth领域编程框架的高效并行大气环流模式(H-GAMIL)构建

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气候与环境研究 2017年第1期22卷 71-79页

作者：普业张爱清莫则尧郭红王斌中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

高性能并行计算,一直是气候系统模式研究中的重要科学前沿。然而,随着计算机技术的发展,计算机体系结构越来越复杂,以及气候系统模式本身的复杂性使得开发高性能气候系统模式成为一个难题。采用了一种全新的并行程序设计方法:基于针对... 详细信息

高性能并行计算,一直是气候系统模式研究中的重要科学前沿。然而,随着计算机技术的发展,计算机体系结构越来越复杂,以及气候系统模式本身的复杂性使得开发高性能气候系统模式成为一个难题。采用了一种全新的并行程序设计方法:基于针对气象科学中的计算特点发展出的领域编程框架J-Earth,构建了高性能并行大气环流模式H-GAMIL。在对原模式GAMIL分析和解构以后,结合J-Earth的特点,采用面相对象的编程方式,对H-GAMIL进行重构。重构后的H-GAMIL具有现代软件标准化模块化的特点,并具有自动二维剖分、MPI(Message Passing Interface)和Open MP(Open Multi-Processing)混合并行实现、并行输出等新功能。解决了原模式一维剖分受到处理器限制,串行IO等问题。在此基础上,本文对H-GAMIL进行了并行效率测试,结果显示,模式水平分辨率为1°(纬度)×1°(经度)时,可使用上千处理器核,并行效率达40%以上且负载平衡达70%。测试结果表明了H-GAMIL具有较好的并行效率和可扩展性;同时对H-GAMIL模拟性能进行对比分析,其结果表明H-GAMIL保持了原模式的守恒性,并且具有与原模式相当的模拟性能,能够满足气候研究的计算需求,达到实用程度。

关键词：大气环流模式高性能并行计算 J-Earth领域编程框架

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JEMS-FDTD软件在飞机HIRF仿真中的应用

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强激光与粒子束 2017年第10期29卷 67-70页

作者：鲍献丰李瀚宇伍月千钟龙权周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900 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应用电子学研究所四川绵阳621900

高强辐射场防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于飞机高强辐射场(HIRF)仿真。数值模拟中为保证计算精度,采用了非均匀网格及共形网格技术。根据... 详细信息

高强辐射场防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于飞机高强辐射场(HIRF)仿真。数值模拟中为保证计算精度,采用了非均匀网格及共形网格技术。根据实验条件,平面波近似与实验条件差异较大,需考虑天线近场效应,故构建了球面波等效源。给出了平面波近似及球面波近似下的仿真结果与实验结果的对比,结果显示,球面波近似与实验结果更加吻合。在完成数值模拟的基础上,采用PFC方法对仿真结果与实验结果的吻合度进行了评估,评估等级与欧盟HIRF-SE项目定级相当。

关键词：域有限差分方法高强辐射场球面波近场效应

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铜粉末动态压缩行为的多颗粒有限元分析

铜粉末动态压缩行为的多颗粒有限元分析

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2018第十二届全国爆炸力学学术会议

作者：彭克锋潘昊赵凯郑志军虞吉林中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

颗粒金属材料的宏观力学性能与其细观特性密切相关，金属粉末的冲击压缩问题有待深入研究.本文选用实验结果较为丰富的铜粉末作为研究对象，基于多颗粒有限元法建立了颗粒金属材料的二维数值分析模型，研究了铜粉末在冲击压缩下的力学行...

颗粒金属材料的宏观力学性能与其细观特性密切相关，金属粉末的冲击压缩问题有待深入研究.本文选用实验结果较为丰富的铜粉末作为研究对象，基于多颗粒有限元法建立了颗粒金属材料的二维数值分析模型，研究了铜粉末在冲击压缩下的力学行为.数值计算结果表明，在较高速度冲击下颗粒金属材料呈现出高度局部化的变形带，变形带如同冲击波一样从冲击端向支撑端传播.利用速度场计算方法，计算得到了塑性冲击波波阵面的位置，进而获得了不同孔隙率(0.25～0.6)铜粉末的冲击速度与冲击波波速之间的Hugoniot关系，其在较高冲击速度(200～300m/s)时与实验结果吻合较好.发展了以动态锁定应变为唯一参数的冲击波模型，较好地表征了铜粉末在较高速度冲击下的Hugoniot关系和波后应力.

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