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2016第八届全国计算物理会议

作者：姚彦忠余云龙李艳北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

在对多介质辐射流体力学问题进行数值模拟时,一般需要求解辐射热传导方程,这是一种具有间断热传导系数的非线性抛物型方程,基于数值稳定性和计算精度的考虑,求解此类方程一般采用全隐格式,运算量极大,而隐格式具有全局数据强相关的特点... 详细信息

在对多介质辐射流体力学问题进行数值模拟时,一般需要求解辐射热传导方程,这是一种具有间断热传导系数的非线性抛物型方程,基于数值稳定性和计算精度的考虑,求解此类方程一般采用全隐格式,运算量极大,而隐格式具有全局数据强相关的特点,缺乏自然的并行性,难以直接并行求解,因此需要研究有效的并行迭代算法。

关键词：并行迭代算法热传导方程全隐格式

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非平衡辐射问题解的性质与离散方法

非平衡辐射问题解的性质与离散方法

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2016第八届全国计算物理会议

作者：袁光伟北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

实际应用中需要对非平衡辐射问题进行精密化数值模拟,他们涉及两温、三温热传导以及多群扩散和输运等模型。为得到高精度且具有物理意义的数值解,需要掌握和理解这些数学模型解的基本性质,并以此为基础,设计出保持重要数学性质的计算方... 详细信息

实际应用中需要对非平衡辐射问题进行精密化数值模拟,他们涉及两温、三温热传导以及多群扩散和输运等模型。为得到高精度且具有物理意义的数值解,需要掌握和理解这些数学模型解的基本性质,并以此为基础,设计出保持重要数学性质的计算方法。本报告将简要介绍非平衡辐射问题的理论与计算方法的研究现状和进展。

关键词：非平衡辐射离散方法

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曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式

曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式

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2016第八届全国计算物理会议

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

基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究包括一维球对称和二维柱对称几何在内的曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并保持局部守恒性。对边界处的限流算子,采用不同于... 详细信息

基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究包括一维球对称和二维柱对称几何在内的曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并保持局部守恒性。对边界处的限流算子,采用不同于传统一阶近似的非对称二阶精度空间近似,以确保格式具有更高阶的整体相容误差。对球几何调和平均进行了分析,表明了其二阶精度。利用形式分析,证明

关键词：离散格式扩散问题非平衡辐射二阶精度

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非结构多面体二阶局部保界全局重映算法

非结构多面体二阶局部保界全局重映算法

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2016第八届全国计算物理会议

作者：徐喜华陈艺冰刘娜北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所中物院高性能数值模拟软件中心

提出一种三维非结构多面体二阶保界全局重映算法。在旧网格上选取模板利用最小二乘构造插值多项式,采用凸包算法计算多面体相交部分,最后使用局部保界修正技术修补重映后的越界量。多项数值实验表明这种格式同时具有高精度、高分辨率和... 详细信息

提出一种三维非结构多面体二阶保界全局重映算法。在旧网格上选取模板利用最小二乘构造插值多项式,采用凸包算法计算多面体相交部分,最后使用局部保界修正技术修补重映后的越界量。多项数值实验表明这种格式同时具有高精度、高分辨率和高效率的特点。

关键词：全局重映局部保界算法多面体求交贡献网格方法

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三维非结构多面体二阶局部保界全局重映算法

三维非结构多面体二阶局部保界全局重映算法

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2016第八届全国计算物理会议

作者：陈艺冰刘娜徐喜华北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所中物院高性能数值模拟软件中心

本文提出了一类适用于任意非结构多面体网格的二阶局部保界全局重映算法。该算法分为网格内物理量的多项式重构、搜索"贡献"网格、凸多面体求交、物理量的局部保界修正四个部分。采用最小二乘法的思想构造了网格内物理量的梯... 详细信息

本文提出了一类适用于任意非结构多面体网格的二阶局部保界全局重映算法。该算法分为网格内物理量的多项式重构、搜索"贡献"网格、凸多面体求交、物理量的局部保界修正四个部分。采用最小二乘法的思想构造了网格内物理量的梯度,基于八叉树原理快速搜索"贡献"网格,利用凸包算法计算任意相交多面体的重叠区域,最后使用局部保界方法对越界单元进行修补。多项数值实验表明此算法具有高精度、局部保界、高效率的特点。

关键词：非结构多面体

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相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展

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力学与实践 2016年第4期38卷 361-374页

作者：许爱国张广财甘延标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 北华航天工业学院，河北廊坊 065000

概述相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展.这部分研究内容,根据系统的成分,可分为单介质的两相分离和多介质的相分离;根据物理建模,可分为基于传统流体模型的LBM(lattice Boltzmann method)数值模拟和相分离系统的动理学建模与模拟;... 详细信息

概述相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展.这部分研究内容,根据系统的成分,可分为单介质的两相分离和多介质的相分离;根据物理建模,可分为基于传统流体模型的LBM(lattice Boltzmann method)数值模拟和相分离系统的动理学建模与模拟;根据研究的侧重点,可分为方法(模型)研究和相分离过程研究.离散Boltzmann模拟所提供的非平衡行为特征为区分相分离的两个不同阶段提供了一个简洁、有效的物理判据,可用于不同类型界面的甄别与追踪技术设计.

关键词：相分离离散Boltzmann方法非平衡效应相畴增长

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不同波长下氩原子高阶阈上电离的类共振增强结构

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物理学报 2015年第14期64卷 94-101页

作者：王品懿贾欣燕樊代和陈京西南交通大学量子光电实验室成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

利用量子S-矩阵理论,借助一致近似方法,研究了波长分别为800,1300与2000 nm的强激光场下氩原子高阶阈上电离光电子能谱的类共振增强结构.结果表明:在近红外和中红外波段的强激光场下,阈上电离光电子能谱中均会出现类共振增强结构,而出... 详细信息

利用量子S-矩阵理论,借助一致近似方法,研究了波长分别为800,1300与2000 nm的强激光场下氩原子高阶阈上电离光电子能谱的类共振增强结构.结果表明:在近红外和中红外波段的强激光场下,阈上电离光电子能谱中均会出现类共振增强结构,而出现的光强正好满足通道关闭条件,从而进一步证实了类共振增强的通道关闭机理解释;发现随着激光波长和光强的增加,光电子能谱中类共振增强和抑制会交替出现,该原因可能是电子返回次数不同的"量子轨道"间的相干叠加,这可以解释实验观察到的长波长下出现的类共振增强能量范围展宽的现象.研究表明,在中红外波段的强激光场下,也会出现与近红外波段类似的type-I和type-II类共振增强结构.

关键词：强激光场阈上电离类共振增强

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介质表面附近微波大气击穿的理论研究

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物理学报 2015年第8期64卷 227-233页

作者：周前红董烨董志伟周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 高功率微波技术重点实验室绵阳621900

将麦克斯韦方程组和简化等离子体方程耦合求解,对介质表面附近大气击穿形成等离子体的过程进行了理论研究.分别使用一维、二维模型对等离子体的形成过程及等离子体对电磁波的反射、吸收过程进行了模拟研究.一维计算结果发现在ne=0,j=0... 详细信息

将麦克斯韦方程组和简化等离子体方程耦合求解,对介质表面附近大气击穿形成等离子体的过程进行了理论研究.分别使用一维、二维模型对等离子体的形成过程及等离子体对电磁波的反射、吸收过程进行了模拟研究.一维计算结果发现在ne=0,j=0两种边界条件下,虽然形成的等离子体密度分布相差较大,但二者得到的微波反射、吸收、透射波形彼此相差不大.初始电子数密度厚度为20 mm的条件下,得到界面附近的等离子体密度大于5 mm厚度的情况.二维计算结果发现,由于TE10模在波导中心位置处的微波电场最强,电子碰撞电离首先在中心位置处形成等离子体,当等离子体密度达到一定值(临界密度附近)时,波导中心介质表面处微波场强减小,等离子体区域沿着介质表面向两侧移动.TE10模在波导边缘处微波电场强度小于击穿阈值,因此等离子体区域不可能移动到波导边缘附近.

关键词：介质表面微波大气击穿数值模拟

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二维柱坐标系辐射输运方程保球对称的离散纵标格式

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计算数学 2015年第3期37卷 299-315页

作者：宋鹏成娟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 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

离散纵标格式是计算辐射输运方程的常用格式之一.但是,传统的离散纵标格式求解二维柱坐标系辐射输运方程模拟一维球对称问题时,会出现明显的非对称现象,球对称性被破坏.针对该问题,本文分析了传统离散纵标格式不能够保持球对称性的原因... 详细信息

离散纵标格式是计算辐射输运方程的常用格式之一.但是,传统的离散纵标格式求解二维柱坐标系辐射输运方程模拟一维球对称问题时,会出现明显的非对称现象,球对称性被破坏.针对该问题,本文分析了传统离散纵标格式不能够保持球对称性的原因,提出了空间基于柱坐标系、方向基于球坐标系的辐射输运方程,并对该方程设计了新的离散纵标格式,从理论上证明了当空间网格取球对称剖分时该离散格式能够保持一维球对称性的充分必要条件.通过对真空球区域辐射输运、与物质耦合辐射输运等球对称算例的数值模拟,验证了该格式的保球对称性,球对称误差能够达到机器精度.非对称辐射驱动模型以及非对称网格剖分条件下的数值模拟等算例也取得了较好的结果.

关键词：辐射输运离散纵标格式柱坐标系球对称

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扩散方程的有限方向差分方法（英文）

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计算物理 2015年第6期32卷 649-661页

作者：吕桂霞孙顺凯北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

研究二维散乱点集上数值求解非线性扩散方程的有限方向差分方法。利用五个邻点信息构造具有最小模板的离散格式,并且离散系数具有显式表达式。另外,利用五点公式获得了间断问题物质界面的离散格式,该格式对界面流的计算具有近似二阶精... 详细信息

研究二维散乱点集上数值求解非线性扩散方程的有限方向差分方法。利用五个邻点信息构造具有最小模板的离散格式,并且离散系数具有显式表达式。另外,利用五点公式获得了间断问题物质界面的离散格式,该格式对界面流的计算具有近似二阶精度。不同计算区域及不同类型的离散点集上的计算结果验证了方法的有效性。

关键词：无网格有限方向差分方法非线性扩散方程多介质界面最小模板

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