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太赫兹科学与电子信息学报 2023年第8期21卷 971-976页

作者：曹相春郝建红赵强张芳范杰清董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

雨滴的散射和吸收作用会严重增加地空链路上太赫兹波的传输损耗,降低无线通信的性能。为实现太赫兹波在地空链路上的传输应用,必须对太赫兹波在降雨环境中的传输特性进行深入研究。本文对原有的雨衰模型进行了修正,基于Mie理论,分析了... 详细信息

雨滴的散射和吸收作用会严重增加地空链路上太赫兹波的传输损耗,降低无线通信的性能。为实现太赫兹波在地空链路上的传输应用,必须对太赫兹波在降雨环境中的传输特性进行深入研究。本文对原有的雨衰模型进行了修正,基于Mie理论,分析了降雨率的变化对地空链路上太赫兹波传输的影响,并与原有模型的计算结果进行了对比。结果表明:在整个太赫兹频段,雨衰减损耗会随降雨率的增加而增大,随频率的增加先增大后减小,且高频太赫兹波段相对0.1~1 THz频段范围的雨衰损耗更小;同时,当频率超过1 THz时,大气窗口越靠近10 THz,损耗越小,在降雨天气环境进行无线通信传输时将更具有通信优势,且频率越低,天顶角越大,模型修正前后的差异性更加明显。

关键词：太赫兹雨衰减 Mie理论散射

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带有不定线性部分的薛定谔方程的多解存在性

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南京师大学报（自然科学版） 2021年第3期44卷 9-13页

作者：洪明理李林锐黄代文防灾科技学院三河065201 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文研究如下薛定谔方程:-Δu=V(|x|)u+f(|x|,u),x∈R^(N),u∈H^(1)(R^(N)).在V和f满足一定的假设下,我们得到了该方程的无穷多个径向解的存在性.

关键词：薛定谔方程不定线性部分径向解

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共旋框架下二维柔性多体动力学分析策略

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振动工程学报 2024年

作者：季奕伍洋张慧敏孙光辉哈尔滨工业大学航天学院自主智能无人系统工信部重点实验室北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京宇航系统工程研究所

针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统，建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模，再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下，因此现有的先进... 详细信息

针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统，建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模，再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下，因此现有的先进线性空间单元可以被直接使用，从而大幅降低计算成本。此外，为了准确地计算动力学响应，本文使用了一种优化复合方法，并以最小化局部截断误差为目标对算法参数进行优化设计。优化后的复合方法具有二阶精度、无条件稳定性和可控数值耗散。最后，本文对一些经典的柔性多体系统进行计算，结果表明：在相同的精度下，与目前流行的基于绝对节点坐标公式和Generalizedα方法的动力学分析策略相比，本文策略具有显著的效率优势。

关键词：多体动力学柔性多体系统共旋框架参数优化复合方法

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固体炸药爆轰与惰性介质相互作用的一种扩散界面模型

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爆炸与冲击 2020年第10期40卷 107-118页

作者：于明北京大学应用物理与技术中心北京100871 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100083

提出一种保持热力学一致性的扩散界面模型,用来数值模拟固体炸药爆轰与惰性介质的相互作用问题。基于混合网格内各组分物质间可以达到力学平衡状态而不能达到热学平衡状态的假设,由混合网格能量守恒以及压力相等条件,推导出每种组分物... 详细信息

提出一种保持热力学一致性的扩散界面模型,用来数值模拟固体炸药爆轰与惰性介质的相互作用问题。基于混合网格内各组分物质间可以达到力学平衡状态而不能达到热学平衡状态的假设,由混合网格能量守恒以及压力相等条件,推导出每种组分物质的体积分数演化方程。由此获得的扩散界面模型包括组分物质的质量守恒方程、混合物质的动量及总能量守恒方程,同时包括组分物质的体积分数演化方程和混合物质的压力演化方程。该扩散界面模型的主要特点是考虑了化学反应以及热学非平衡的影响。提出的扩散界面模型在物质界面附近不会出现物理量的非物理振荡现象、适用于任意表达形式的物质状态方程以及任意数目的惰性介质。

关键词：扩散界面模型固体炸药爆轰多物质流动热学非平衡多相流模型

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基于DBM的界面不稳定性：物质混合与非平衡特性研究

基于DBM的界面不稳定性：物质混合与非平衡特性研究

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：陈锋许爱国山东交通学院北京应用物理与计算数学研究所邓稼先创新研究中心北京大学应用物理与技术研究中心

流体界面不稳定性是惯性约束聚变领域关注的热点问题之一。目前的数值研究大多基于连续介质建模的Navier-Stokes(NS)方程等,偶有基于分子动力学的微观模拟。在不稳定性演化后期,小尺度结构层出不穷,跨尺度界面丰富多彩,热力学非平衡效... 详细信息

流体界面不稳定性是惯性约束聚变领域关注的热点问题之一。目前的数值研究大多基于连续介质建模的Navier-Stokes(NS)方程等,偶有基于分子动力学的微观模拟。在不稳定性演化后期,小尺度结构层出不穷,跨尺度界面丰富多彩,热力学非平衡效应异常显著。小结构和快模式的存在对NS的物理合理性提出挑战,宏观连续模型不足以描述流体系统中丰富复杂的离散效应和非平衡行为;而微观分子动力学模拟又由于适用尺度受限而无能为力。针对上述两难情形,我们课题组发展了基于非平衡统计物理基本方程Boltzmann方程的介观建模、模拟与分析方法—离散Boltzmann方法 (Discrete Boltzmann Method, DBM)。除了NS所能描述的宏观现象,重点关注NS建模受到挑战、而分子动力学模拟又无法企及的介观、离散和非平衡行为特征。进一步发展示踪粒子、形态分析等复杂物理场建模与分析方法,对流体界面不稳定性系统进行多层次多视角研究。研究表明,特征更加丰富但以前知之甚少的离散效应、非平衡行为蕴含着大量待开发的物理功能。

关键词：界面不稳定性离散玻尔兹曼方程热力学非平衡效应

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基于图像识别技术的随机线缆束建模及分布参数统计分析

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强激光与粒子束 2021年第5期33卷 37-44页

作者：戎帆钟龙权刘强闫丽萍赵翔四川大学电子信息学院成都610064 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

提出了一种对实际弯曲随机捆扎线束的建模方法,该方法首先基于图像识别技术,使用实际线束在侧视和俯视方向的两幅照片来实现弯曲线束轴心三维坐标的重建,然后再基于随机转移路径方法实现弯曲线束的捆扎随机性。基于该建模方法,通过蒙特... 详细信息

提出了一种对实际弯曲随机捆扎线束的建模方法,该方法首先基于图像识别技术,使用实际线束在侧视和俯视方向的两幅照片来实现弯曲线束轴心三维坐标的重建,然后再基于随机转移路径方法实现弯曲线束的捆扎随机性。基于该建模方法,通过蒙特卡洛模拟来分析弯曲随机线束分布参数的统计特征,发现自电感、互电感和互电容均值沿线变化趋势与线束高度变化趋势一致,自电容均值则趋势相反;自电容、自电感和互电感的变异系数与线束高度存在负相关特征;捆扎随机性不会改变自电感和自电容均值,但是会降低互电容与互电感均值。

关键词：线束随机图像识别分布参数

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受激散射过程理论模型的发展与应用

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强激光与粒子束 2021年第1期33卷 125-136页

作者：龚韬郝亮李志超刘占军杨冬郑坚刘耀远李三伟蒋小华郭亮李琦潘凯强李欣蔡洪波郑春阳王峰杨家敏江少恩张保汉丁永坤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 中国科学技术大学工程与应用物理系合肥230026

在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散... 详细信息

在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散射的物理过程并找到抑制其发展的有效方法,是ICF研究中重点关注的问题。介绍了中国激光聚变研究团队为研究受激散射过程而发展的多个理论模型,以及这些模型在实验数据分析中的具体应用。这些理论模型与实验研究一起,为提升受激散射过程的物理理解发挥了重要作用。

关键词：激光聚变受激布里渊散射受激拉曼散射理论模型

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超算环境科学工作流应用的容错

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国防科技大学学报 2020年第6期42卷 82-89页

作者：李于锋莫则尧肖永浩赵士操段博文中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源... 详细信息

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源失效、任务配置错误等异常情况,造成工作流执行中断,严重影响完成效率,故容错功能对超算工作流应用的稳定持续运行有重要意义。介绍了科学工作流的容错设计分类,并对典型工作流系统的容错设计进行分析评述;提出了基于决策树的事件-条件-动作容错模型,设计了非侵入式可扩展的容错架构,并针对自主研发的部署在超算环境下的科学工作流应用平台HSWAP,实现了运行时可配置的容错策略。在实际的工程仿真任务中,基于所提出模型和架构实现的容错机制为提高工作流执行效率发挥了重要作用。

关键词：容错科学工作流决策树模型工作流引擎

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去射线效应堆外探测器响应函数计算研究

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原子能科学技术 2020年第8期54卷 1460-1467页

作者：徐龙飞沈华韵魏军侠曹良志郑友琦北京应用物理与计算数学研究所北京100094 西安交通大学陕西西安710049

堆外探测器响应函数表征了堆芯活性区各位置处的裂变中子对堆外探测器响应的贡献,通过共轭SN输运计算可快速得到堆外探测器的响应函数。然而,堆外探测器远离堆芯且相对于堆芯体积很小,SN方法的计算结果会受到射线效应的影响。为解决堆... 详细信息

堆外探测器响应函数表征了堆芯活性区各位置处的裂变中子对堆外探测器响应的贡献,通过共轭SN输运计算可快速得到堆外探测器的响应函数。然而,堆外探测器远离堆芯且相对于堆芯体积很小,SN方法的计算结果会受到射线效应的影响。为解决堆外探测器响应函数计算中的射线效应问题,研究了共轭首次碰撞源射线效应消除方法。此外,为克服共轭首次碰撞源方法在三维堆芯计算中面临的计算量大、内存需求高等问题,研究了共轭首次碰撞源的并行化计算方法和动态内存管理方法。基于韩国Kori-1压水堆的计算结果表明:共轭首次碰撞源SN方法和多群蒙特卡罗方法具有相当的计算精度,但计算效率高1个量级。

关键词： SN方法共轭输运射线效应堆外探测器响应函数

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多导体传输线串扰实验不确定度的预测

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强激光与粒子束 2021年第8期33卷 137-144页

作者：邓莉亭钟龙权刘强孙子涵闫丽萍赵翔四川大学电子信息学院成都610065 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

利用随机降阶模型(SROM)对影响线缆串扰的不确定变量进行了敏感性分析,在此基础上预测了在这些不确定性变量影响下的串扰不确定度。并搭建三导体传输线串扰实验系统,测量了近端串扰和远端串扰,根据标准G B/Z 6113.401—2018/CISPR/TR 16... 详细信息

利用随机降阶模型(SROM)对影响线缆串扰的不确定变量进行了敏感性分析,在此基础上预测了在这些不确定性变量影响下的串扰不确定度。并搭建三导体传输线串扰实验系统,测量了近端串扰和远端串扰,根据标准G B/Z 6113.401—2018/CISPR/TR 16-4-1:2009,评估了串扰实验的测量不确定度。将基于SROM方法的串扰不确定度,与实际测量获得的不确定度进行对比。结果表明,二者随频率变化趋势一致,且实验测试不确定度在预测不确定度范围内。采用SROM方法选取样本计算的不确定度可用于预测串扰实际测量结果不确定度。

关键词：串扰实验随机降阶模型敏感性不确定度

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