检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2021年第3期38卷 257-268页

作者：薛创李馨东孙文俊叶文华彭先觉北京应用物理与计算数学研究所北京100094

根据两介质五方程简化模型的基本假设,发展了适用于任意多种介质的体积分数方程。为了捕捉多介质界面,将HLLC-HLLCM混合型数值通量的计算格式推广应用于二维平面和柱几何的多介质复杂流动问题,在高阶精度的数据重构过程中采用斜率修正... 详细信息

根据两介质五方程简化模型的基本假设,发展了适用于任意多种介质的体积分数方程。为了捕捉多介质界面,将HLLC-HLLCM混合型数值通量的计算格式推广应用于二维平面和柱几何的多介质复杂流动问题,在高阶精度的数据重构过程中采用斜率修正型人工压缩方法ACM。通过一维、二维多介质黎曼问题算例测试,结果表明:发展的计算格式能够较好地分辨接触间断和激波,间断附近物理量无振荡;对于添加了初始扰动的激波问题,能够有效抑制激波数值不稳定性;使用二维柱球SOD问题和接触间断型黎曼问题检验计算格式对多介质复杂流动问题的适应性。

关键词：多介质五方程模型人工压缩方法 HLLC-HLLCM混合通量激波数值不稳定性

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(1+1)型长距离侧面泵浦光纤实现17.4 kW激光输出

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强激光与粒子束 2022年第5期34卷 92-94页

作者：高聪刘念李峰云刘玙代江云沈昌乐贺红磊吕嘉坤李芳张立华李雨薇姜蕾郭超陶汝茂柯伟伟张昊宇王建军林宏奂景峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了(1+1)型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线... 详细信息

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了(1+1)型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线宽为1.3 nm,拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

关键词：光纤激光器光纤放大器同带泵浦侧面泵浦激光光纤

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高温、高压和pH值多种因素作用下蒙脱石层间Cs^(+)/UO_(2)^(2+)水化和扩散行为的分子模拟

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原子能科学技术 2022年第7期56卷 1243-1250页

作者：李楠王进王军霞孙鸿昊王丽丽西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

作为核废物地质处置库缓冲回填材料的主要成分,蒙脱石在特殊环境(高温、高压和pH多种因素作用)下吸附阻滞核素的行为对缓冲回填材料的性能评估至关重要。为从微观分子尺度探究特殊环境下蒙脱石层间核素离子的吸附扩散行为,本文采用蒙特... 详细信息

作为核废物地质处置库缓冲回填材料的主要成分,蒙脱石在特殊环境(高温、高压和pH多种因素作用)下吸附阻滞核素的行为对缓冲回填材料的性能评估至关重要。为从微观分子尺度探究特殊环境下蒙脱石层间核素离子的吸附扩散行为,本文采用蒙特卡罗(MC)和分子动力学(MD)方法,分别研究了Cs^(+)/UO_(2)^(2+)在蒙脱石层间的吸附行为,以及高温、高压和pH值多种因素作用下的水化和扩散动力特征。MC结果表明:蒙脱石层间的Cs^(+)、UO_(2)^(2+)周围分别会形成1层和2层水化壳,且层间水分子与四面体中氧原子之间形成了明显的氢键;当c=1.25 nm时,蒙脱石层间最多可吸附285个水分子。MD结果表明:高温、高压和pH值都会对Cs^(+)、UO_(2)^(2+)的水化和扩散产生影响。常温、常压下pH值分别为11.85、12.15时,Cs^(+)、UO_(2)^(2+)水化壳中的水分子数最多;pH值分别为12.15、11.85时,Cs^(+)、UO_(2)^(2+)的扩散系数最大,分别为5.31×10^(-13)m^(2)/s和1.11×10^(-12)m^(2)/s。与常温、常压相比,高温、高压下Cs^(+)、UO_(2)^(2+)水化壳中的水分子数最多时,pH值分别为7.00、12.15;而Cs^(+)、UO_(2)^(2+)扩散系数最大(1.12×10^(-12)m^(2)/s、1.01×10^(-12)m^(2)/s)时的pH值均为12.15。

关键词： Cs^(+)/UO_(2)^(2+)-蒙脱石高温高压 pH值吸附扩散分子模拟

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求解压力Poisson方程的混合粗化代数多重网格算法

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计算物理 2023年第5期40卷 527-534页

作者：胡少亮许开龙徐然刘再刚徐小文安恒斌范荣红汪振宇王伟中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 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计算机应用研究所四川绵阳621900

针对复杂流动中Navier-Stokes(N-S)方程SIMPLE算法导出的压力Poisson(泊松)离散线性系统,提出一类基于混合粗化的代数多重网格(AMG)算法。该算法采用一类非光滑聚类粗化和经典C/F粗化结合的方式构造网格层次结构,希望在不影响收敛性的... 详细信息

针对复杂流动中Navier-Stokes(N-S)方程SIMPLE算法导出的压力Poisson(泊松)离散线性系统,提出一类基于混合粗化的代数多重网格(AMG)算法。该算法采用一类非光滑聚类粗化和经典C/F粗化结合的方式构造网格层次结构,希望在不影响收敛性的情况下,减少AMG算法的启动开销。通过航空发动机燃烧室复杂流动数值模拟应用验证了该算法的有效性。结果表明:对于典型算例,相对于经典AMG算法,该算法可以获得78%的加速。

关键词：不可压N-S方程 Poisson方程线性解法器预条件迭代代数多重网格

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半导体器件数值模拟中电子连续性方程的求解算法

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计算物理 2023年第5期40卷 570-582页

作者：胡毅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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对电子连续性方程的离散代数方程组,对离散线性系统的矩阵进行分析,得到矩阵的三类特点;针对大规模电子连续性方程的离散方程组,采用预处理Krylov子空间方法进行求解,并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明:代数多重网格(AMG)... 详细信息

针对电子连续性方程的离散代数方程组,对离散线性系统的矩阵进行分析,得到矩阵的三类特点;针对大规模电子连续性方程的离散方程组,采用预处理Krylov子空间方法进行求解,并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明:代数多重网格(AMG)预处理Krylov子空间方法在求解离散电子连续性方程方面非常有效。开展AMG预处理Krylov子空间方法求解离散电子连续性方程的大规模并行可扩展性测试,比较和分析了AMG方法中三类关键算法参数的选取。

关键词：电子连续性方程迭代方法代数多重网格预处理 Krylov方法

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中物院1~4.2 THz FEL装置波导谐振腔优化设计

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强激光与粒子束 2022年第3期34卷 70-74页

作者：窦玉焕束小建吴岱徐勇杨兴繁黎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应用电子学研究所四川绵阳621900

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初... 详细信息

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初实验调试过程中无法出光饱和的问题,提出将波导更换为22 mm大尺寸波导的建议,波导更换后很快在2.56 THz获得饱和出光。另外针对实验频段无法覆盖到1~2 THz的问题,我们通过波导内壁粗糙度进行分析判断,提出采用14 mm铜材质的全波导FEL振荡器的设计方案,采用该方案后,实验成功将辐射频段拓展到0.7~4.2 THz,获得饱和输出。

关键词：自由电子激光太赫兹光腔波导理论设计

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正冲击波后固壁表面颗粒的上升运动

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计算物理 2021年第3期38卷 280-288页

作者：薛社生李守先北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为揭示固壁表面颗粒的冲击波夹卷本质,模拟垂直于固壁表面的正冲击波后单个颗粒的上升运动。假定颗粒初始时刻处于气载状态(因波的反射或碰撞离开壁面),受Saffman升力、气动阻力和重力作用。模型方程为波后定常气流边界层方程和颗粒运... 详细信息

为揭示固壁表面颗粒的冲击波夹卷本质,模拟垂直于固壁表面的正冲击波后单个颗粒的上升运动。假定颗粒初始时刻处于气载状态(因波的反射或碰撞离开壁面),受Saffman升力、气动阻力和重力作用。模型方程为波后定常气流边界层方程和颗粒运动常微分方程,分别用单参数法和四阶龙格库塔法求解。计算颗粒速度与轨迹表明:颗粒的冲击波卷扬动力,源于边界层内强剪切流提供的Saffman力;在所考察的冲击波强度和颗粒尺寸范围内,颗粒的上升高度不依赖于冲击波强度;上升高度按颗粒尺寸变化,即尺寸越大,高度越大。比较分析单颗粒和颗粒层的结果,认为实验中颗粒云内大尺寸颗粒少的原因是由于这些颗粒不易从颗粒层中逸出。部分计算结果与实验结果较为符合,验证了所建模型与假设的合理性。

关键词：冲击波颗粒边界层 Saffman力

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氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的不透明度

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物理学报 2022年第14期71卷 73-81页

作者：陈晨赵国鹏祁月盈吴勇王建国复旦大学现代物理研究所上海200433 嘉兴学院数据科学学院嘉兴314001 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 北京大学工学院应用物理与技术研究中心北京100871

采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法,计算了氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的势能曲线、偶极跃迁矩阵元、光谱常数和振动能级,计算结果与其他实验和理论数据符合较好.... 详细信息

采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法,计算了氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的势能曲线、偶极跃迁矩阵元、光谱常数和振动能级,计算结果与其他实验和理论数据符合较好.基于分子结构数据,研究了氮气分子在100 atm(1 atm=1.01×10^(5)Pa)压强下,295-20000K温度范围内的不透明度.结果表明,在波长分布范围内,不透明度随着温度的升高而变大;当温度小于5000 K时,不透明度主要分布在紫外区域,当温度大于10000 K时,激发态的贡献使得不透明度在红外区域也开始有明显的布居.本文探明了温度效应对氮气分子不透明度的影响,可以为天体物理和核武器领域提供理论和数据支持.

关键词：氮气分子光谱常数不透明度

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一种求解一维理想磁流体方程组的保正拉氏方法

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工程数学学报 2022年第1期39卷 93-106页

作者：邹世俊蔚喜军戴自换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京100088

拉氏方法在计算流体力学中扮演了一个十分重要的角色,并且十分适合于处理含有强磁场的物理问题,例如Z箍缩、托卡马克、惯性约束聚变等等。在这些物理问题中密度和热力学压力总是非负的。然而,运用数值格式对上述方程进行逼近时,得到的... 详细信息

拉氏方法在计算流体力学中扮演了一个十分重要的角色,并且十分适合于处理含有强磁场的物理问题,例如Z箍缩、托卡马克、惯性约束聚变等等。在这些物理问题中密度和热力学压力总是非负的。然而,运用数值格式对上述方程进行逼近时,得到的近似解并不能总是保持这种正性。为了处理这一问题,首先构建了一种拉氏HLLD近似黎曼解,这一近似黎曼解在合适的信号速度下可以保持保正性质。运用这一黎曼解,提出了一种求解一维理想可压缩磁流体方程组的守恒保正拉氏格式。最后,给出一些数值算例来证明方法的保正性。

关键词：保正拉氏方法理想可压缩磁流体方程组拉氏HLLD近似黎曼解

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超热相干汤姆逊散射实验研究取得进展

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强激光与粒子束 2022年第6期34卷 19-21页

作者：龚韬陈朝鑫李志超郝亮赵航蒋小华潘凯强李琦李三伟杨冬王峰杨家敏赵宗清张保汉中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超... 详细信息

在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超热相干汤姆逊散射(STS)光谱。通过对STS光谱和背向SBS光谱进行联合分析,揭示了SBS的时空演化过程。

关键词：汤姆逊散射超热相干受激布里渊散射惯性约束聚变

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