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第二届全国大气光学及自适应光学技术发展研讨会

作者：葛成良张凯关有光张飞舟中国工程物理研究院应用电子学研究所中物院高能激光科学与技术重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

海洋大气光学特性是影响激光传输的重要因素。本文通过调研、实地测量和理论分析,对我国近海海域的大气折射率结构常数C_n、能见度等大气光学特性进行了初步分析,并与陆地典型大气光学特性进行了比较,初步形成了近海海域大气光学特性的... 详细信息

海洋大气光学特性是影响激光传输的重要因素。本文通过调研、实地测量和理论分析,对我国近海海域的大气折射率结构常数C_n、能见度等大气光学特性进行了初步分析,并与陆地典型大气光学特性进行了比较,初步形成了近海海域大气光学特性的基本结论。

关键词：近海海域大气光学特性 Cn2 能见度

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高性能宽谱上转换成像发光二极管性能优化

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太赫兹科学与电子信息学报 2024年第10期22卷 1094-1103页

作者：韩尚杰王屹王汉斌杨宁楚卫东白鹏北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京邮电大学理学院北京102206 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 计算物理全国重点实验室北京100088

高性能宽谱上转换成像器件在医疗、食品安全、无损检测和国家安全等领域中发挥着重要作用,但现有半导体上转换器件因探测范围窄、上转换效率低而受到限制。为实现更宽谱和高效的上转换,本文通过优化LED结构,显著提升了棘轮上转换器件的... 详细信息

高性能宽谱上转换成像器件在医疗、食品安全、无损检测和国家安全等领域中发挥着重要作用,但现有半导体上转换器件因探测范围窄、上转换效率低而受到限制。为实现更宽谱和高效的上转换,本文通过优化LED结构,显著提升了棘轮上转换器件的性能。改进后的LED发光效率提升了2个数量级,μA量级的驱动电流下即可开启发光,发光光谱更接近规则洛伦兹线型,器件整体面发光均匀性也显著提升。研究明确了性能优化原则,并为未来上转换器件的改进提供了参考方向。

关键词：上转换成像 THz探测宽谱探测 LED发光棘轮探测器上转换效率

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蒙特卡罗程序MCNP-Ⅱ与MCNP-5并行效率比较

蒙特卡罗程序MCNP-Ⅱ与MCNP-5并行效率比较

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2009年全国高性能计算学术年会

作者：邓力张文勇徐涵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 国防科技大学计算机学院湖南长沙 410073

通过MCNP-5程序MPI并行功能开发,与早前作者对MCNP-4C串行程序进行MPI并行化的程序MCNP-Ⅱ进行比较,两个程序均能运行在YH大型并行计算机上,且不同规模、不同处理器的计算结果基本一致。比较显示,MCNP-Ⅱ在计算效率和并行可扩展性方面... 详细信息

通过MCNP-5程序MPI并行功能开发,与早前作者对MCNP-4C串行程序进行MPI并行化的程序MCNP-Ⅱ进行比较,两个程序均能运行在YH大型并行计算机上,且不同规模、不同处理器的计算结果基本一致。比较显示,MCNP-Ⅱ在计算效率和并行可扩展性方面均优于MCNP-5。粒子输运

关键词：蒙特卡罗方法 MCNP-5程序 MPI并行功能可扩展性计算效率系统开发

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多核体系结构上迭代方法的通信与计算比分析

多核体系结构上迭代方法的通信与计算比分析

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2012全国高性能计算学术年会

作者： XU Xiao-Wen 徐小文 MO Ze-Yao 莫则尧 High Performance Computing Center Laboratory of Computational PhysicsInstitute of Applied Physics a 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心计算物理重点实验室北京 100094

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点... 详细信息

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点通信和全局规约通信，是影响迭代方法并行可扩展性能的主要瓶颈。多核体系结构需要并行迭代方法适应更细粒度的并行计算，通信与计算比对并行性能的影响更为突出。针对多核体系结构特征，本文分析并行迭代方法的通信与计算比。具体地，引入渐近规模，即满足加速条件的计算规模下界，来反映并行迭代方法适应细粒度计算的能力，并由此刻画通信与计算比。基于此，在一台包含128 个双路四核计算节点的并行机上(共1024 个CPU 核)，分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP)，分析了几类常用迭代方法的通信与计算比。数值结果表明，基于MPI 的纯进程并行性能受限于内积计算的渐近规模，难以适应多核体系结构上的大规模计算。基于MPI/OpenMP 的进程/线程混合并行可缓解进程间的MPI 通信开销，降低渐近规模，改善并行可扩展性能。基于这些结果，从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向更大规模的多核系统，降低通信与计算比的途径和方法。

关键词：高性能计算机多核体系结构迭代方法并行可扩展

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扰动激波冲击平面界面中凹腔的形成机制

扰动激波冲击平面界面中凹腔的形成机制

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：贺一峰李海锋田保林杨越北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

在Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)中,平面激波冲击扰动界面后,界面处会形成尖钉和气泡结构。然而,扰动激波冲击平面界面后,界面会演化出台阶和凹腔结构,这与传统RMI完全不同。通过数值模拟,我们发现该不稳定性和RMI的界面结构差异源于... 详细信息

在Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)中,平面激波冲击扰动界面后,界面处会形成尖钉和气泡结构。然而,扰动激波冲击平面界面后,界面会演化出台阶和凹腔结构,这与传统RMI完全不同。通过数值模拟,我们发现该不稳定性和RMI的界面结构差异源于不同的涡量分布。该不稳定性除了会在界面上因密度梯度和压强梯度不匹配而沉积界面涡量外,还会在激波初始位置和马赫反射激波后分别沉积弯曲激波涡量和滑移线涡量。在滑移线的剪切作用下,界面处形成凹腔。在线性阶段,凹腔宽度等于激波冲击界面时的马赫杆高度。我们建立了马赫杆高度模型来预测线性阶段凹腔宽度,该模型与直接数值模拟结果符合良好。此外,该模型可以解释滑移线张角扩大等现象。

关键词：界面不稳定性激波滑移线马赫杆

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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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碳酚醛横观各向同性粘塑性本构关系及层裂计算

碳酚醛横观各向同性粘塑性本构关系及层裂计算

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第十八届全国复合材料学术会议

作者：曹结东熊俊陈海坤刘文韬北京应用物理与计算数学研究所北京 100094 航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室北京 100076

以各向异性本构关系一般理论为基础，导出了三维坐标系下横观各向同性材料中的粘塑性本构关系及本构积分算法，应用有限元方法计算了激光辐照下粘塑性横观各向同性材料中应力波的传播特性与演化规律，并模拟计算了层裂结果，对有关现象... 详细信息

以各向异性本构关系一般理论为基础，导出了三维坐标系下横观各向同性材料中的粘塑性本构关系及本构积分算法，应用有限元方法计算了激光辐照下粘塑性横观各向同性材料中应力波的传播特性与演化规律，并模拟计算了层裂结果，对有关现象进行了分析和解释。

关键词：碳酚醛粘塑性横观各向同性

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机载光学平台气动光学平均流场效应

机载光学平台气动光学平均流场效应

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：董航徐明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能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999

模拟计算了机载光学平台整流罩附近的流场,定量分析了平均流场气动光学效应,以及气动光学平均流场效应引起的波前相位的性质,指出平均流场气动光学效应引起的波前像差均方根及波前像差的性质随光束传输方向改变有非常明显的变化,波前像... 详细信息

模拟计算了机载光学平台整流罩附近的流场,定量分析了平均流场气动光学效应,以及气动光学平均流场效应引起的波前相位的性质,指出平均流场气动光学效应引起的波前像差均方根及波前像差的性质随光束传输方向改变有非常明显的变化,波前像差主要是低阶项.根据气动光学效应定义了平均流场厚度,提出了根据平均流场厚度和飞机速度,判断气动光学平均流场效应特征时间的粗估公式,通过数值模拟验证了粗估公式的可靠性,并对于气动光学平均流场效应的时间特性随马赫数的变化给出了定量分析.

关键词：机载激光气动光学效应平均流场效应波前像差时间特性

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高能光纤激光器泵浦耦合结构设计研究

高能光纤激光器泵浦耦合结构设计研究

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：刘勤勇王小军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621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

为了提高光纤激光器的输出功率,在改进信号光纤掺杂、结构的同时,也需要设计与之相匹配的泵浦耦合结构.一方面为了提供足够的泵浦功率,需要改进泵浦耦合结构来提高泵浦耦合效率,另一方面要避免过多的功率沉积造成的局部升温过高.这种局... 详细信息

为了提高光纤激光器的输出功率,在改进信号光纤掺杂、结构的同时,也需要设计与之相匹配的泵浦耦合结构.一方面为了提供足够的泵浦功率,需要改进泵浦耦合结构来提高泵浦耦合效率,另一方面要避免过多的功率沉积造成的局部升温过高.这种局部升温在大功率光纤泵浦耦合结构中甚至会导致光纤损坏.因此,随着光纤激光器的发展,光纤激光器的泵浦耦合方法也从最开始的端泵逐步发展出侧泵、分布式泵浦等结构.本文主要使用光线追迹和光束传播方法(Beam Propagation Method,BPM)分析大功率光纤激光锥形光纤泵浦耦合的规律,并提出适用于大功率光纤激光的泵浦耦合结构.

关键词：光纤激光器泵浦耦合结构设计理念光线追迹法光束传播法

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Chebyshev谱配置方法求解反应扩散方程组

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数值计算与计算机应用 2017年第4期38卷 271-281页

作者：张荣培李明军蔚喜军沈阳师范大学数学与系统科学学院沈阳110034 湘潭大学数学与计算科学学院湘潭411105 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

本文讨论了一种求解二维反应扩散方程组的高精度谱配置方法.考虑边界条件为齐次Neumann边界,在空间上采用Chebyshev谱配置方法离散,得到非线性常微分方程组(ODEs).在时间方向上,采用紧致隐式积分因子方法求解.该方法结合了谱方法和紧致... 详细信息

本文讨论了一种求解二维反应扩散方程组的高精度谱配置方法.考虑边界条件为齐次Neumann边界,在空间上采用Chebyshev谱配置方法离散,得到非线性常微分方程组(ODEs).在时间方向上,采用紧致隐式积分因子方法求解.该方法结合了谱方法和紧致隐式积分因子方法的特点,具有精度高,稳定性好,存储量小以及计算时间快等优点.最后给出数值算例验证了该方法的有效性.

关键词： Chebyshev谱配置非线性反应扩散方程组紧致隐积分因子

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