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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：李征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北京100094 计算物理重点实验室北京100088

可压缩多相流问题广泛出现在自然科学和工程技术的许多领域,也与国防事业的发展有密切的联系,其数值求解一直是计算流体力学的重要研究领域.最常见的是均匀混合模型,两相均看作连续介质,互相贯穿,均匀混合.1986年,Baer和Nunziato[1]提出...

可压缩多相流问题广泛出现在自然科学和工程技术的许多领域,也与国防事业的发展有密切的联系,其数值求解一直是计算流体力学的重要研究领域.最常见的是均匀混合模型,两相均看作连续介质,互相贯穿,均匀混合.1986年,Baer和Nunziato[1]提出的Baer-Nunziato模型(简称BN模型)是其代表,控制方程包含两组连续性方程、动量方程和能量方程,同时计入了两相间相互作用对质量、动量、能量输运的影响.BN模型描述的是一个可压缩非守恒型两相流模型,其非守恒项用来描述两相间的相互作用,使得控制方程不能写成散度形式,不能再利用守恒方程中相应概念,因此给数值求解带来了很大的困难.

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高效能代数解法器研究

高效能代数解法器研究

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：谷同祥朱圣鑫徐小文刘兴平北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

当前超级计算机以异构多核架构为主流，充分发挥其效能面临两个挑战：其一是机器体系结构越来越复杂，导致算法的并行可扩展性能急剧下降;其二是实际应用特征越来越复杂，导致算法的计算复杂度大幅度增加。报告将以当前并行机架构、辐...

当前超级计算机以异构多核架构为主流，充分发挥其效能面临两个挑战：其一是机器体系结构越来越复杂，导致算法的并行可扩展性能急剧下降;其二是实际应用特征越来越复杂，导致算法的计算复杂度大幅度增加。报告将以当前并行机架构、辐射流体力学问题为背景，介绍我们在高效能代数解法器研究方面取得的新进展。主要包括大型稀疏线性方程组的并行Krylov子空间迭代方法研究、性能评估与数值试验;代数多重网格预处理技术;并行算法和技术在ICF方面的应用效果。

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辐射扩散方程数值解的一种非负性修正算法

辐射扩散方程数值解的一种非负性修正算法

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：姚彦忠曹富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北京100088

在任意多边形网格上，目前常用的扩散方程计算格式一般不满足离散极值原理。在辐射流体力学实际问题的数值模拟过程中，这一缺陷将导致能量方程的数值解出现非物理现象，把本该为非负的内能(或温度)计算成负值，进而导致计算中止。为解...

在任意多边形网格上，目前常用的扩散方程计算格式一般不满足离散极值原理。在辐射流体力学实际问题的数值模拟过程中，这一缺陷将导致能量方程的数值解出现非物理现象，把本该为非负的内能(或温度)计算成负值，进而导致计算中止。为解决这一问题，可以采用两条技术途径，一条途径是构造全新的具有保极值原理特性的离散格式来替换程序中原有的计算格式，另一条途径则是基于后处理的方式对现有格式计算出的数值解进行修正，使其满足离散极值原理，具有保正性。相比而言，第二条途径较易于在现有程序中实施，并且这种后处理的方式更易于推广，一般可以通用于多种不满足极值原理的格式，弥补其不足。

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健壮性与接触保持性兼顾的近似黎曼解

健壮性与接触保持性兼顾的近似黎曼解

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：沈智军闫伟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

惯性约束聚变、爆轰物理、弹塑性物理和武器物理等许多领域，都涉及多介质大变形问题的数值模拟。基于现阶段对物理规律及材料参数的认识能力，对涉及到多物理耦合过程的多介质流体运动的描述，特别是对物理涡度较小的内爆动力学问题的...

惯性约束聚变、爆轰物理、弹塑性物理和武器物理等许多领域，都涉及多介质大变形问题的数值模拟。基于现阶段对物理规律及材料参数的认识能力，对涉及到多物理耦合过程的多介质流体运动的描述，特别是对物理涡度较小的内爆动力学问题的模拟，主要依靠能清晰分辨物质界面的拉格朗日(简称拉式)方法。众所周知，拉式方法中网格的变形会导致计算结果的失真和计算过程的中断，甚至仅为提高计算精度而采取的网格加密措施，也可能引起计算失败。采用可以改善网格品质的任意拉格朗日欧拉(ALE)方法，也不能完全避免产生计算失真甚至中断的问题。构造健壮且能分辨物质界面的数值方法是解决强冲击问题的重要途径。

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辐射扩散方程完全保正的非线性格式

辐射扩散方程完全保正的非线性格式

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：盛志强袁光伟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

保正性是对扩散方程的一个重要要求，不保正的格式将导致密度和能量等物理量出现负值，因此需要构造保正格式.在非线性保正格式的构造过程中需要用到一些中间未知量，而中间未知量的消去方法将影响保正格式的精度和健壮性.在本报告中，...

保正性是对扩散方程的一个重要要求，不保正的格式将导致密度和能量等物理量出现负值，因此需要构造保正格式.在非线性保正格式的构造过程中需要用到一些中间未知量，而中间未知量的消去方法将影响保正格式的精度和健壮性.在本报告中，我们将介绍一种消去中间未知量的方法，该方法能保证中间未知量也是非负的，从而去掉了以往格式要求中间未知量非负的假定.基本思想如下：首先利用网格边上的法向通量连续条件，将网格边未知量表示成单元中心未知量和网格顶点未知量的线性组合;然后在顶点周围构造一个充分小的控制体，并在该控制体上构造保正格式，进而可以将网格顶点未知量表示成单元中心未知量和网格边未知量的线性组合.我们的方法可以保证这些组合系数都是非负的，且系数之和为1.所得格式的非线性系数依赖于网格顶点未知量和单元中心未知量，我们利用迭代方法求解这些中间未知量.数值结果显示新格式比以往的格式更健壮.

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基于白噪声相位调制的光纤放大器自脉冲行为中功率耦合现象研究

基于白噪声相位调制的光纤放大器自脉冲行为中功率耦合现象研究

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第二十二届全国激光学术会议

作者：查从文张凯王小军马毅彭万敬王岩山孙殷宏中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 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高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900

利用白噪声相位调制的高功率、窄线宽光纤放大器，是相干合成与光谱合成技术的理想光源。它具有优异的光束质量、窄线宽、高效率、稳定的连续输出以及易于模块化设计等优点。然而随着功率的提高，包括空间烧孔、模式不稳定性(MI)在内的... 详细信息

利用白噪声相位调制的高功率、窄线宽光纤放大器，是相干合成与光谱合成技术的理想光源。它具有优异的光束质量、窄线宽、高效率、稳定的连续输出以及易于模块化设计等优点。然而随着功率的提高，包括空间烧孔、模式不稳定性(MI)在内的线性或非线性效应会严重地影响光束质量，并且导致时域上的抖动甚至自脉冲。

关键词：光纤激光器相位调制受激布里渊散射功率耦合自脉冲

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基于MESH技术的伴随权重窗自动生成方法及其应用

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原子能科学技术 2014年第11期48卷 2148-2152页

作者：邱有恒邓力李百文赵英奎北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094

权重窗技术是最常用的降低方差技巧之一,合理运用权重窗技术能大幅提高计算效率。MCNP程序具备基于栅元的伴随权重窗发生器功能,但对一些含重复结构栅元或非对称结构栅元的模型,由于MCNP程序不能计算其中某些栅元体积,伴随权重窗发生器... 详细信息

权重窗技术是最常用的降低方差技巧之一,合理运用权重窗技术能大幅提高计算效率。MCNP程序具备基于栅元的伴随权重窗发生器功能,但对一些含重复结构栅元或非对称结构栅元的模型,由于MCNP程序不能计算其中某些栅元体积,伴随权重窗发生器失效。本文在MCNP程序基础上设计了基于MESH技术的伴随权重窗自动生成方法,该方法不改动真实模型,采用一套虚拟的相空间覆盖真实模型。将新方法应用于重复结构算例,计算效率大幅提升。对光子散射基准实验模拟表明,新方法的计算结果与实验值吻合得非常好,相对偏差仅1.2%,计算效率约为直接模拟的8倍。

关键词：蒙特卡罗方法重要性函数伴随输运权重窗

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数据驱动并行计算的3层软件架构设计及应用

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计算机研究与发展 2014年第11期51卷 2538-2546页

作者：张爱清莫则尧杨章北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理重点实验室北京100094

数据驱动并行计算是科学与工程计算中普遍存在的一类计算,其执行通常依赖于数据流有向图.在实际应用中,结点调度、数据通信和数值计算紧耦合并发执行,较难解耦编程,这给应用软件的协同研制和代码复用带来困难.借助于统一形式的数据流有... 详细信息

数据驱动并行计算是科学与工程计算中普遍存在的一类计算,其执行通常依赖于数据流有向图.在实际应用中,结点调度、数据通信和数值计算紧耦合并发执行,较难解耦编程,这给应用软件的协同研制和代码复用带来困难.借助于统一形式的数据流有向图并行算法框架,分无环有向图调度、无环有向图建模和数值计算3个层次,设计了软件体系结构,实现于并行自适应结构网格应用支撑软件(J parallel adaptive structured mesh applications infrastructure,JASMIN)框架的通量扫描积分构件中,有力地支持了结点调度、数据通信和数值计算的解耦编程.研究成果成功应用于科学计算中典型的中子输运计算,典型的代码开销测试和2 048个处理器核的并行性能测试表明,软件架构及其构件化实现是有效的.

关键词：数据驱动并行计算无环有向图 JASMIN框架软件体系结构解耦

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高效率高平均功率Yb:YAG板条激光放大器研究

高效率高平均功率Yb:YAG板条激光放大器研究

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第二十二届全国激光学术会议

作者：陈小明徐浏胡浩周唐建孙殷宏姜豪雷军吕文强苏华石勇李密邬映臣姚震宇赵娜许晓小高清松王小军唐淳中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院研究生部北京 100088 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳 621900 中国工程物理研究院高能激光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 100088

室温下，准三能级Yb：YAG增益介质激光下能级存在热粒子布局(约5％)，要实现高功率高效激光放大输出，需要高泵浦功率密度和高种子注入强度.提出了采用双浓度掺杂Yb：YAG板条(尺寸1.8 mm×10 mm×82 mm)作为工作介质，高亮度 94... 详细信息

室温下，准三能级Yb：YAG增益介质激光下能级存在热粒子布局(约5％)，要实现高功率高效激光放大输出，需要高泵浦功率密度和高种子注入强度.提出了采用双浓度掺杂Yb：YAG板条(尺寸1.8 mm×10 mm×82 mm)作为工作介质，高亮度 940nmDLA双端泵浦板条，高功率窄线宽1030nm光纤种子光注入板条实现双通高效放大提取.

关键词：激光器 Yb:YAG 增益介质板条

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多介质流体力学计算的谱体积动理学方法

多介质流体力学计算的谱体积动理学方法

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：刘娜陈艺冰北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 计算物理重点实验室北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 计算物理重点实验室北京100088

多介质流体力学问题的数值模拟是当今计算流体力学领域研究的重要课题之一。目前求解多介质问题的大多数CFD程序都是一阶或二阶精度，对于需要高分辨率的问题而言通过网格加密的方式达到需要的精度效率较低，开销大。本文针对高维及多...

多介质流体力学问题的数值模拟是当今计算流体力学领域研究的重要课题之一。目前求解多介质问题的大多数CFD程序都是一阶或二阶精度，对于需要高分辨率的问题而言通过网格加密的方式达到需要的精度效率较低，开销大。本文针对高维及多物理耦合计算耗费大等困难，设计适合求解刚性气体状态方程的多介质问题的高精度、模板紧致、易于并行的谱体积方法。该方法是求解双曲型守恒率谱体积方法的直接推广，针对多介质流动物质界面捕捉的困难利用拟守恒格式的思想避免物质界面处的非物理振荡。数值通量使用适用于一般状态方程的NOK (Non-Oscillation KinetiO通量。新格式可以避免传统动理学格式如KFVS、BGK等格式在接触间断处压力、速度非物理振荡(单介质时已存在)，可以用于一般状态方程的多介质问题的数值模拟，并且可以达到高阶精度。一些一维和二维数值试验结果表明，本方法具有高阶精度，分辨率高，且节约计算量，并且可以有效避免物质界面处非物理振荡。

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