检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程与应用 2018年第13期54卷 181-190,215页

作者：魏子衿肖丽中国工程物理研究院研究生部北京100088 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

面向大型网格模型的简化问题,提出了一种基于顶点聚类方法采用多数据流策略的并行核外模型简化算法。算法首先将传统顶点聚类简化算法中的代表点计算方法改进为顶点筛选方法,进而设计了一种适用于分布式计算环境的数据外存储策略,最后... 详细信息

面向大型网格模型的简化问题,提出了一种基于顶点聚类方法采用多数据流策略的并行核外模型简化算法。算法首先将传统顶点聚类简化算法中的代表点计算方法改进为顶点筛选方法,进而设计了一种适用于分布式计算环境的数据外存储策略,最后采用多数据流的思想改进单元筛选与顶点筛选两个方法的执行过程,从而形成完整的并行核外模型简化算法。实验结果表明,该算法有效避免了基于区域分解的并行算法对模型结构的破坏,提高了模型简化的质量;相比于多种现有的并行算法,该算法极大程度优化了并行资源的负载分配问题,具备更为理想的加速比和并行效率。

关键词：大型网格模型网格简化核外算法顶点聚类多数据流并行计算

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封装结构强电磁脉冲多物理效应并行计算程序研制

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强激光与粒子束 2018年第8期30卷 29-33页

作者：赵振国李光荣童杰徐刚周海京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 浙江大学光与电磁波研究中心杭州310058 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

介绍了自主研发的强电磁脉冲多物理效应并行计算程序JEMS-CDS-System的情况,该程序采用时域有限元方法,基于JAUMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡。通过算例测试表明,该程序对于键合线的电-... 详细信息

介绍了自主研发的强电磁脉冲多物理效应并行计算程序JEMS-CDS-System的情况,该程序采用时域有限元方法,基于JAUMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡。通过算例测试表明,该程序对于键合线的电-热-应力失效过程的最高温度与范式等效应力计算结果与COMSOL软件计算结果吻合较好;SiP功率放大模块的热-应力耦合天河2高性能计算平台并行计算结果表明,该程序在CPU1024核时,具有38.1%并行效率。

关键词：电磁脉冲效应多物理效应并行计算系统级封装

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抽样法与灵敏度法k_(eff)不确定度量化

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物理学报 2017年第1期66卷 57-65页

作者：胡泽华叶涛刘雄国王佳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性能数值模拟软件中心北京100088

核反应堆的中子学模拟计算中,核数据的不确定度导致的积分量计算结果的不确定度,通常采用基于微扰理论的灵敏度与不确定度分析方法 (简称灵敏度法)量化.灵敏度分析法原则上只适用于线性模型,且一般输运计算程序难以直接进行灵敏度分析.... 详细信息

核反应堆的中子学模拟计算中,核数据的不确定度导致的积分量计算结果的不确定度,通常采用基于微扰理论的灵敏度与不确定度分析方法 (简称灵敏度法)量化.灵敏度分析法原则上只适用于线性模型,且一般输运计算程序难以直接进行灵敏度分析.而抽样法直接抽样核数据输入中子学计算程序进行计算,通过对计算结果的统计分析评估计算量的不确定度.抽样法易于实现、计算精确、且适用性强.在灵敏度分析与不确定度量化程序SURE中,增加了抽样法不确定度的量化功能.为将抽样法不确定度量化应用于复杂问题的模拟计算,需对其进行细致的考核.为此,选取简单的临界基准实验模型,分别采用灵敏度分析法和抽样法进行不确定度量化,得到了各核素各反应道核数据导致的k_(eff)计算不确定度.对比显示,两种方法的不确定度计算结果有很好的符合,验证了SURE程序抽样法功能的正确性.抽样法计算的k_(eff)符合正态分布,说明在一般核数据的不确定度范围内,k_(eff)与核数据近似成线性关系,利用灵敏度分析法评估k_(eff)计算值的不确定度是适用的.

关键词：不确定度量化随机抽样法灵敏度核数据

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基于前冲康普顿电子高能伽马能谱测量系统设计

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物理学报 2017年第1期66卷 49-56页

作者：贾清刚张天奎许海波中国工程物理研究院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激光聚变研究中心绵阳621900

除中子外,聚变核心同时释放大量高能伽马,其能谱可反映聚变过程的关键物理参数,并为过程诊断提供重要信息.由于聚变伽马的时间与能量特性,需要设计高探测效率及能量分辨率的伽马谱仪.根据高能伽马谱仪的概念设计(gamma-to-electron magn... 详细信息

除中子外,聚变核心同时释放大量高能伽马,其能谱可反映聚变过程的关键物理参数,并为过程诊断提供重要信息.由于聚变伽马的时间与能量特性,需要设计高探测效率及能量分辨率的伽马谱仪.根据高能伽马谱仪的概念设计(gamma-to-electron magnetic spectrometer),针对该系统中伽马-电子转换靶、电子偏转汇聚、电子探测等关键环节进行优化设计以提高系统探测效率及能量分辨率.其中采用Monte-Carlo程序Geant4模拟研究了伽马-电子转换靶中康普顿散射与多次库仑散射对由转换靶出射电子的能谱与角分布的影响.开发并行遗传算法对复杂几何偏转磁场参数进行优化,得到低强度(小于100 Gauss)复杂边界偏转磁场.根据系统优化设计结果,采用Geant4模拟了该系统对不同能量伽马的响应.此外,还可模拟该系统对特征聚变伽马能谱的测量,结果显示,该系统可在聚变中子产额分别为2.5×10^(15)及1.2×10^(16)条件下,对10—20 MeV高能伽马能谱测量实现能量分辨分别满足0.5 MeV(小于5%)及0.25 MeV(小于2.5%),说明该系统可用于聚变过程伽马能谱的诊断.

关键词：能谱测量聚变伽马射线磁偏转系统 Geant4

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一种新型的混合型双频高功率微波器件

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太赫兹科学与电子信息学报 2018年第1期16卷 96-100页

作者：闫雪董烨张恒张芳董志伟中国工程物理研究院研究生院北京100094 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性能数值模拟软件中心北京100094

为提高高功率微波(HPM)器件的输出功率和转换效率,通过对磁绝缘线振荡器(MILO)和分离腔振荡器(SCO)的特性分析,提出利用MILO磁绝缘电流驱动的SCO替代收集极,构成一个具有更高输出性能的双频混合型HPM器件。通过全电磁粒子模拟软件的模拟... 详细信息

为提高高功率微波(HPM)器件的输出功率和转换效率,通过对磁绝缘线振荡器(MILO)和分离腔振荡器(SCO)的特性分析,提出利用MILO磁绝缘电流驱动的SCO替代收集极,构成一个具有更高输出性能的双频混合型HPM器件。通过全电磁粒子模拟软件的模拟,结果表明:L波段MILO-SCO混合型HPM器件可在1.54 GHz和0.74 GHz双频下工作,转换效率超过20%,对探索提高HPM器件工作性能提供了参考。

关键词：双频混合型高功率微波器件微波输出功率与效率数值模拟

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基于非谐声子计算的铍的相界研究

基于非谐声子计算的铍的相界研究

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：咸家伟颜君刘海风孙涛张弓木高兴誉宋海峰北京应用物理与计算数学研究所计算地球动力学重点实验室中国科学院大学中物院高性能数值模拟软件中心

铍由于其丰富的物理特性而在航空航天、通信卫星以及核电等领域有着广泛的工业应用。鉴于铍的相图在工业应用中具有重要的基础性意义,其科学研究价值十分重大。虽然近年来人们从实验测量和理论计算两个方面开展了大量细致研究,取得了很... 详细信息

铍由于其丰富的物理特性而在航空航天、通信卫星以及核电等领域有着广泛的工业应用。鉴于铍的相图在工业应用中具有重要的基础性意义,其科学研究价值十分重大。虽然近年来人们从实验测量和理论计算两个方面开展了大量细致研究,取得了很多重要进展,但是铍的相图仍然存在较大争议。比如其中一个争议是,在高温高压条件下,基于准简谐近似的第一性原理计算预测的hcp相的稳定温压范围明显小于最近的静态实验观测结果。为了解决这个争议,增进对铍的相图的认识,我们利用最近发展的一种非谐声子计算方法研究了高温高压条件下铍的

关键词：非谐效应简谐近似

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带非局部耗散项的守恒律方程大扰动解的整体存在性

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中国科学：数学 2018年第5期48卷 589-608页

作者：王利娟王维克徐鑫上海对外经贸大学统计与信息学院上海201620 上海交通大学数学科学学院上海200240 北京应用物理与计算数学研究所北京100084

本文考虑带非局部耗散项的单个守恒律方程大扰动解的整体存在性.首先,针对方程次临界和临界两种不同的情形,利用Green函数方法和环形分解的技巧,构造开放式高频估计方法,得到了一个新的解的正则性准则.然后,利用极大值原理得到方程解的... 详细信息

本文考虑带非局部耗散项的单个守恒律方程大扰动解的整体存在性.首先,针对方程次临界和临界两种不同的情形,利用Green函数方法和环形分解的技巧,构造开放式高频估计方法,得到了一个新的解的正则性准则.然后,利用极大值原理得到方程解的极大模的有界性,验证了次临界情形下解满足相应的正则性准则.对于临界这一更困难的情形,本文应用非线性极大值原理方法得到了更好一点的有界性估计,验证了临界情形下解也满足相应的正则性准则,从而得到了Cauchy问题大扰动经典解的整体存在性.

关键词：单个守恒律方程非局部耗散项 Cauchy问题极大值原理非线性极大值原理

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复杂流动过程非平衡行为研究:基于DBM建模

复杂流动过程非平衡行为研究:基于DBM建模

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第十届全国流体力学学术会议

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所北京大学应用物理研究中心

在自然界与工程领域存在大量形式各异的非平衡复杂流动现象。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建... 详细信息

在自然界与工程领域存在大量形式各异的非平衡复杂流动现象。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之间的区别与互补,介绍我们课题组近年来的研究进展。宏观流动层面的非平衡(HNE,Hydrodynamic Non-Equilibrium)通常使用对应质量守恒、动量守恒和能量守恒的流体动力学方程组(Hydrodynamic equations)来描述。流体动力学模型的物理精度在很大程度上取决于本构关系的合理程度。非线性本构关系动理学机理的理解要求研究与宏观流动关系最密切的热动非平衡(TNE,Thermodynamic Non-Equilibrium)行为。(1)从数学建模角度来看,离散Boltzmann模型(DBM,Discrete Boltzmann Model)与传统流体模型的典型差异就是使用离散Boltzmann方程取代原来的Navier-Stokes(NS)方程;但从物理建模角度来看,这一取代是有"增益"的:一个DBM相当于一个连续流体模型外加一个相关热动非平衡行为的粗粒化模型;该连续流体模型可以是也可以超越NS。(2)在非平衡复杂流动过程描述方面,DBM具有一定程度的跨尺度自适应性;在编程方面,DBM比连续介质模型的离散求解要方便。(3)通过DBM,可以方便地研究复杂流动过程中引起熵增的主要机制及其相对重要性。(4) DBM所提供的非平衡行为特征已经用于目标区域真实分布函数主要特征的恢复、系统内各种不同界面的物理甄别与追踪技术设计、相变动理学过程中划分"亚稳相分解"和"相畴融合增长"两个阶段的物理判据,用于区别普通流体与等离子体中的激波,协助理解流体界面不稳定性中的各类关联与可压效应,等等。(5)除了更准确地刻画复杂流动过程中的非平衡行为特征,DBM所获认识可以直接推动相应物理系统宏观模型的改进。

关键词：多相流非平衡物理建模熵增机制可压流

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一种基于双界面函数的界面捕捉方法

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力学学报 2017年第6期49卷 1290-1300页

作者：李康刘娜何志伟骆龙山田保林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

基于代数重构思想,发展了一种新的双界面函数重构方法,并采用双正弦函数构造了双正弦界面重构方法(double sine interface capturing,DSINC).为验证不同界面函数对界面捕捉效果的影响,用数值方法求解了可压缩五方程模型,其中对流项的离... 详细信息

基于代数重构思想,发展了一种新的双界面函数重构方法,并采用双正弦函数构造了双正弦界面重构方法(double sine interface capturing,DSINC).为验证不同界面函数对界面捕捉效果的影响,用数值方法求解了可压缩五方程模型,其中对流项的离散采用五阶WENO(weighted essentially non-oscillatory method)格式,时间积分采用三阶Runge--Kutta方法,通量计算分别考虑了HLL和HLLC方法,而状态方程采用Mie-Gr¨uneisen状态方程.在数值计算中,在界面附近,采用DSINC来获得体积分数的重构,而在远离界面的区域采用WENO格式来获得高阶插值状态.相比采用单界面函数的方法,如双曲正切界面重构方法(tangent of hyperbola for interface capturing,THINC),DSINC方法同样具有界面重构算法简单,在程序中添加方便等特点,两者区别在于,DSINC方法在重构过程中未知函数更易于求解,而无需求解复杂的非线性超越方程,这就使其具有易于向多维扩展的能力.一些典型的两相流动问题,如圆形水柱对流问题,两相三波点问题和激波-界面不稳定性问题等被用作不同界面函数对界面捕捉效果的影响对比.对比分析发现,DSINC与THINC在界面捕捉效果上大致保持一致,并在计算中表现出了较好的稳定性.双界面函数重构思想可以为多相流动界面的代数重构提供了一种新的思路.

关键词：多相流动界面捕捉双曲正切界面重构方法双界面函数重构双正弦界面重构方法

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球坐标动量空间下相对论Vlasov方程的数值算法

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计算物理 2017年第5期34卷 543-554页

作者：张华吴思忠周沧涛何民卿蔡洪波曹莉华朱少平贺贤土北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京大学应用物理与技术中心北京100871

针对相对论Vlasov方程动量区间跨度大、难以计算的困难,将相对论Vlasov方程在球坐标动量空间中进行数值求解.对相对论Vlasov方程球坐标动量空间构造4阶非分裂守恒型数值格式.数值模拟相对论Landau阻尼问题并与解析理论进行比较,验证数... 详细信息

针对相对论Vlasov方程动量区间跨度大、难以计算的困难,将相对论Vlasov方程在球坐标动量空间中进行数值求解.对相对论Vlasov方程球坐标动量空间构造4阶非分裂守恒型数值格式.数值模拟相对论Landau阻尼问题并与解析理论进行比较,验证数值模型和算法的有效性.对激光等离子体相互作用进行初步模拟分析,表明通过采用球坐标下的动量空间,可在相对较少动量网格情形下,获得与粒子模拟可相互验证的结果.

关键词：相对论Vlasov方程相对论Landau阻尼等离子体

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