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中国物理学会2015年秋季会议

作者：甘延标许爱国张广财北华航天工业学院廊坊 065000 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 理论物理国家重点实验室(中科院理论物理北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088 理论物理国家重点实验室(中科院理论物理所) 北京 100190

通过在离散Boltzmann方程中引入外力项,构造了一个比热比和Prandtl数可调的高效、可压离散Boltzmann 模型(Discrete Boltzmann Method,DBM)。物理上该模型等效于可压Navier-Stokes模型外加一个描述热动非平衡效应的粗粒化模[1-5]。利用... 详细信息

通过在离散Boltzmann方程中引入外力项,构造了一个比热比和Prandtl数可调的高效、可压离散Boltzmann 模型(Discrete Boltzmann Method,DBM)。物理上该模型等效于可压Navier-Stokes模型外加一个描述热动非平衡效应的粗粒化模[1-5]。利用该模型研究了Kelvin-Hemholtz不稳定性(Kelvin-Hemholtz instability,KHI)的粘性和热传导效应。

关键词：离散Boltzmann模型 Kelvin-Hemholtz不稳定性非平衡效应

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保持界面特征的非结构混合网格优化方法

保持界面特征的非结构混合网格优化方法

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：周璇姚志峰北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083

拉格朗日(Lagrange,简称"拉氏")方法和ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法中的拉氏过程使用的网格随流体运动,具有物质界面描述准确、方程形式较为简单等优点,是对工程实际中涉及高温高压多介质大变形的流体力学问题进...

拉格朗日(Lagrange,简称"拉氏")方法和ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法中的拉氏过程使用的网格随流体运动,具有物质界面描述准确、方程形式较为简单等优点,是对工程实际中涉及高温高压多介质大变形的流体力学问题进行数值模拟的一种较为常用的方法。然而,拉氏方法数值模拟中,由于材料在高温高压高速运动过程中出现大变形,计算网格(也称流场网格)会发生扭曲,即使初始时刻品质较好的网格也会出现长宽比失调、扭结、沙漏畸变等问题。当网格发生严重扭曲、网格品质下降时,数值模拟的计算效率和精度都会大幅降低,甚至导致计算无法进行。此类网格品质下降问题是制约许多应用设计研究的重要问题之一。

关键词：

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复杂流体系统的离散Boltzmann建模、模拟与分析

复杂流体系统的离散Boltzmann建模、模拟与分析

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中国物理学会2015年秋季会议

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190

非平衡与多相复杂流体系统形式多样，广泛存在于自然界和工程物理等领域。这类系统的物理建模、算法设计与物理规律提取均存在较强的挑战性！复杂的受力与弛豫导致丰富、复杂的流动与热动非平衡行为与效应。

关键词：多相复杂系统流动非平衡热动非平衡物理建模数值实验复杂物理场分析

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有限电导率模块在THz折叠波导行波管模拟中的验证和确认

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强激光与粒子束 2014年第5期26卷 196-200页

作者：董烨董志伟杨温渊张芳周海京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太赫兹研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

采用与同类商业软件比对的方法，在THz折叠波导行波管算例中对自编NEPTUNE3D程序的有限电导率模块进行有效验证和确认，包括冷腔损耗与计及损耗的热腔增益。比对结果表明：冷腔损耗计算相对误差在3％～4％左右，计及损耗的热腔最佳增益... 详细信息

采用与同类商业软件比对的方法，在THz折叠波导行波管算例中对自编NEPTUNE3D程序的有限电导率模块进行有效验证和确认，包括冷腔损耗与计及损耗的热腔增益。比对结果表明：冷腔损耗计算相对误差在3％～4％左右，计及损耗的热腔最佳增益相对误差及最佳工作电压漂移相对误差均在2％左右。通过不同软件、冷腔损耗与热腔增益的比对，验证了有限电导率模块正确性和可靠性。此外，还对加工因素导致结构参数变化对冷腔损耗特性影响，做了规律性讨论。

关键词：有限电导率模块三维全电磁粒子模拟太赫兹折叠波导行波管验证与确认

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数值反应堆关键技术

数值反应堆关键技术

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第十二届全国蒙特卡罗方法及其应用学术交流会

作者：邓力史敦福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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

随着计算机的快速发展和超算的应用,开展反应堆多物理、多过程耦合成为可能.数值反应堆通过构建一个虚拟堆,在其上开展多物理过程研究,把过去孤立研究的问题耦合起来,去掉各种简化和近似,向仿真建模、精密计算逼近.研究手段由实验驱动... 详细信息

随着计算机的快速发展和超算的应用,开展反应堆多物理、多过程耦合成为可能.数值反应堆通过构建一个虚拟堆,在其上开展多物理过程研究,把过去孤立研究的问题耦合起来,去掉各种简化和近似,向仿真建模、精密计算逼近.研究手段由实验驱动、工程导向,向科学数值模拟转变.本文通过调研美国的CASL计划、WF IPSC计划和欧洲的NURESAFE计划,结合近年核能开发中面临的挑战问题,包括软件自主化中的一些关键技术,提出在国内开展数值反应堆工程的建议设想,供业内专家学者共同探讨.

关键词：数值反应堆工程建设模拟程序精密计算

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两相流系统的离散玻尔兹曼建模

两相流系统的离散玻尔兹曼建模

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中国核学会2015年学术年会

作者：许爱国张广财甘延标蔚喜军北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190 北华航天工业学院河北廊坊065000 北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088

本文借助离散玻尔兹曼方程构建液气二相流系统的非平衡相变模型.通过该模型,人们可以同时研究二相流系统的动力学非平衡与相变动理学过程中的热力学非平衡.讨论了测量系统热力学非平衡程度的方案以及研究结果对宏观流体建模的贡献.

关键词：液气二相流系统热力学非平衡相变模型离散玻尔兹曼方程

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可靠性数值模拟的不确定度量化

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计算物理 2014年第4期31卷 424-430页

作者：马智博李海杰殷建伟黄文斌北京应用物理与计算数学研究所北京100088 长沙机电产品研究开发中心湖南长沙410100 流体物理研究所四川绵阳621900

根据可靠性认证对不确定度量化的技术要求,结合复杂工程系统的层级结构和数值模拟从校准、验证与确认到最终具有预测能力的历程,对可靠性数值模拟不确定度量化的要求和方法进行探索,并结合爆轰算例对这些方法进行演示和验证.

关键词：数值模拟不确定度量化验证与确认可靠性认证

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开有不同矩形孔缝的电大腔中场分布的统计分析

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四川大学学报（自然科学版） 2014年第4期51卷 738-744页

作者：赵远赵翔闫丽萍周海京黄卡玛四川大学电子信息学院成都610064 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文研究外部电磁波入射下开孔电大金属腔中的电磁场环境特征.由于电大尺寸带来的巨大计算代价和高频响应敏感性问题,很难通过由全波分析得到的特定条件下的场分布确定性解来评估腔内场环境的普遍规律.因此,本文研究了当矩形腔体上开有... 详细信息

本文研究外部电磁波入射下开孔电大金属腔中的电磁场环境特征.由于电大尺寸带来的巨大计算代价和高频响应敏感性问题,很难通过由全波分析得到的特定条件下的场分布确定性解来评估腔内场环境的普遍规律.因此,本文研究了当矩形腔体上开有不同尺寸矩形孔缝时,腔体内部电场分布的统计规律,并且给出了可对开孔腔体内部电场均值、标准差以及电场值概率密度分布进行快速评估的图表.此外,还发现开孔腔体内电场各个分量概率密度函数与理想混响室中对应量的概率密度函数具有极高的相似性.上述统计规律可作为开孔电大腔体在设计阶段有效的参考依据,并可为相关的电磁兼容分析提供重要的指导.

关键词：电大腔矩形孔缝孔缝耦合统计分析

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快速算法用于带孔缝金属腔屏蔽系数计算的比较研究

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四川大学学报（自然科学版） 2014年第4期51卷 750-756页

作者：孙传旨闫丽萍赵翔赵强周海京四川大学电子信息学院成都61006 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文比较了TLM、ILCM和M-MOM三种快速算法在斜入射波和多面开孔情况下计算金属腔屏蔽系数(SE)的适用性,发现M-MOM在各种情况下的计算结果最为准确,ILCM无法计算多面开缝情况,而TLM不适用于电大尺寸情况.本文还研究了电磁波的入射角和极... 详细信息

本文比较了TLM、ILCM和M-MOM三种快速算法在斜入射波和多面开孔情况下计算金属腔屏蔽系数(SE)的适用性,发现M-MOM在各种情况下的计算结果最为准确,ILCM无法计算多面开缝情况,而TLM不适用于电大尺寸情况.本文还研究了电磁波的入射角和极化角、孔缝长边、腔体内观测点位置及相对面孔缝位置等参数对SE的影响.结果表明单面开缝时SE随方位角、极化角增大而增大,随仰角增大而减小,而相邻面开缝的SE则由方位角和腔体尺寸决定.当孔缝长度接近或大于半波长时,SE不再随长度的增大而减小.腔体内观测点位置不同,SE有不同的变化特性,因此仅用腔体中心点位置上的SE表示腔体的屏蔽效能是不够的.当屏蔽腔不可避免需要开缝时,应尽量选择开等效面积较小的孔缝.

关键词：开孔金属腔屏蔽系数 TLM ILCM Modal-MOM

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大内存精细反应堆模型的蒙特卡罗区域分解并行计算

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核动力工程 2014年第S2期35卷 228-230页

作者：李刚雷伟张宝印邓力马彦李瑞上官丹骅付元光胡小利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 中核核电运行管理有限公司浙江海盐314300

随着对核反应堆的数值模拟描述越来越精细,全堆芯pin-by-pin精细建模需要的几何数量越来越多,对计算机内存提出了更高要求。本文针对大内存模型对蒙特卡罗组合几何区域分解的并行算法开展研究,详细阐述了基于树结构存储的区域剖分算法,... 详细信息

随着对核反应堆的数值模拟描述越来越精细,全堆芯pin-by-pin精细建模需要的几何数量越来越多,对计算机内存提出了更高要求。本文针对大内存模型对蒙特卡罗组合几何区域分解的并行算法开展研究,详细阐述了基于树结构存储的区域剖分算法,并使用区域分解技术计算了大亚湾核电站压水堆的全堆芯pin-by-pin模型,初步验证了算法的可行性和正确性,为精细模型的输运燃耗耦合计算提供了可行性。

关键词：组合几何区域分解蒙特卡罗 pin-by-pin JMCT

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