检索结果-内蒙古大学图书馆

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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晶体塑性有限元方法研究辐照对多晶铜力学性能的影响

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计算物理 2022年第1期39卷 6-16页

作者：李宏明李茂生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

将辐照硬化理论与晶体塑性理论结合,运用ABAQUS有限元分析软件模拟辐照后多晶铜的拉伸过程。分析辐照效应对材料屈服强度、硬化过程、晶体变形等力学性能的影响,研究位错密度的演化及空间分布规律。数值模拟表明:辐照效应提高多晶铜的... 详细信息

将辐照硬化理论与晶体塑性理论结合,运用ABAQUS有限元分析软件模拟辐照后多晶铜的拉伸过程。分析辐照效应对材料屈服强度、硬化过程、晶体变形等力学性能的影响,研究位错密度的演化及空间分布规律。数值模拟表明:辐照效应提高多晶铜的屈服应力,影响不同阶段的硬化和软化现象;辐照剂量增大导致位错密度增殖总体变缓,空间不均匀度增大;晶体的塑性变形及晶体转动也受到辐照的影响,在相同的应变条件下,辐照剂量越大,晶体塑性变形程度越小,塑性变形分布不均匀度变大,同时晶体转动程度及转动角离散度增大。

关键词：晶体塑性有限元辐照效应位错变形

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一种求解三维热辐射输运方程的整体预处理迭代方法及并行计算

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计算物理 2021年第3期38卷 269-279页

作者：李凌霄翟传磊谢辉施意北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为三维灰体热辐射输运方程的隐式离散纵标方法发展一个整体预处理迭代方法并研制并行程序。该方法采用组装线性代数方程组策略,同时求出所有离散方向上的辐射强度。借助预处理的Krylov子空间迭代法,避免复杂网格上扫描算法可能遇到的死... 详细信息

为三维灰体热辐射输运方程的隐式离散纵标方法发展一个整体预处理迭代方法并研制并行程序。该方法采用组装线性代数方程组策略,同时求出所有离散方向上的辐射强度。借助预处理的Krylov子空间迭代法,避免复杂网格上扫描算法可能遇到的死锁问题,能够提高健壮性和计算效率。空间离散上采用一阶迎风有限体积格式。数值实验测试变形六面体网格上的收敛率、评估预处理迭代方法的性能并计算辐射和物质的耦合问题,给出三维弯管和黑腔问题的模拟结果,验证程序的正确性和方法的适应性。

关键词：三维辐射输运方程预处理Krylov子空间方法离散纵标方法并行计算

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弱导电薄层介质材料电磁耦合等效计算方法研究

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强激光与粒子束 2024年第4期36卷 187-194页

作者：鲍献丰李瀚宇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京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900

面向核电磁脉冲等强电磁环境下复合材料壳体平台的电磁环境效应分析需求,根据Maxwell-Ampere定理的积分形式,分析得到了时域有限差分方法在处理弱导电薄层介质材料参数时的等效计算方法,即当介质等效波长远大于模型厚度时,可将薄层模型... 详细信息

面向核电磁脉冲等强电磁环境下复合材料壳体平台的电磁环境效应分析需求,根据Maxwell-Ampere定理的积分形式,分析得到了时域有限差分方法在处理弱导电薄层介质材料参数时的等效计算方法,即当介质等效波长远大于模型厚度时,可将薄层模型适当增厚,同时等比例减小其电导率,参数等效前后模型的电磁耦合特性基本相同。该方法通过等效增厚薄层材料从而实现增大空间离散步长,减少网格量的目的,不需要改变传统时域有限差分方法的时间步进格式,不会破坏计算的稳定性。无限大有耗介质薄板、薄层球体、含薄层壳体无人机电磁耦合等算例表明,在包含毫米级厚度弱导电介质薄层壳体平台的核电磁脉冲耦合模拟中,该方法具有较好的适用性。

关键词：弱导电介质薄层材料时域有限差分方法电磁耦合等效计算

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(α,n)反应中子产额与能谱计算方法

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计算物理 2021年第4期38卷 393-400页

作者：杨波衷斌徐琪成立潘流俊沈华韵北京应用物理与计算数学研究所北京100094

发展了(α,n)反应中子产额与能谱蒙特卡罗直接模拟方法,该方法采用通用的连续碰撞方法与SRIM程序计算的阻止本领模拟α粒子慢化过程,采用基于JENDL/AN-2005加工后ACE格式数据库计算(α,n)反应中子产额与能谱。基于NPTS程序研制了(α,n)... 详细信息

发展了(α,n)反应中子产额与能谱蒙特卡罗直接模拟方法,该方法采用通用的连续碰撞方法与SRIM程序计算的阻止本领模拟α粒子慢化过程,采用基于JENDL/AN-2005加工后ACE格式数据库计算(α,n)反应中子产额与能谱。基于NPTS程序研制了(α,n)反应模拟功能,轻核(α,n)反应产额与实验结果符合较好,B、F、O靶出射中子能谱与实验结果符合较好,而C、Al、Si与实验结果有一定差异。

关键词： (α n)反应蒙特卡罗模拟中子产额中子能谱

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多介质五方程简化模型及界面捕捉的人工压缩算法

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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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强激光场原子电离光电子轨迹干涉全息理论及应用

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物理学报 2022年第23期71卷 37-48页

作者：陶建飞夏勤智廖临谷刘杰刘小井上海科技大学大科学中心上海201210 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学物理学院北京100871 中国工程物理研究院研究生院北京100193

隧穿电子在外场的牵引下一个光周期以内返回核附近发生再散射现象是理解强场物理的基本物理图像.再散射电子与直接电离电子波函数发生干涉导致的所谓强场光电子全息在研究强场电离基本原理以及探测超快电子动力学上具有显著的优势.本文... 详细信息

隧穿电子在外场的牵引下一个光周期以内返回核附近发生再散射现象是理解强场物理的基本物理图像.再散射电子与直接电离电子波函数发生干涉导致的所谓强场光电子全息在研究强场电离基本原理以及探测超快电子动力学上具有显著的优势.本文给出了量子轨迹干涉作为光电子全息基本物理背景的图像,合理地引入库仑势的效应,发展了一致性glory再散射理论.将此理论的计算结果与实验以及含时薛定谔方程做对比,得到了很好的定量符合结果.同时,研究了通过库仑glory再散射过程作为时间快门对超短光脉冲进行时间域重构的方法.对强场光电子全息的研究将加深对原子分子超快物理过程的认知,为未来利用或者操控这一过程做出重要贡献.

关键词：隧穿电离光电子全息库仑glory效应双色激光场

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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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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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基于多项式混沌方法对C-J爆轰参数不确定度的分析

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爆炸与冲击 2023年第10期43卷 126-135页

作者：梁霄王瑞利胡星志陈江涛山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-... 详细信息

Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-9502的初始密度和爆速服从对数正态分布,结合真实的试验数据,通过参数估计和Anderson-Darling假设检验法标定初始密度和爆速的概率密度函数。Beta分布用以定量刻画没有物理意义的、唯象参数的不确定度,形状参数和支集源于工程经验。Rosenblatt变换将相关的、非Gauss随机变量转化成相互独立的标准正态分布。然后,使用非嵌入多项式混沌研究高维爆轰不确定度传播。具体而言,针对一元多项式混沌,正交多项式通过Gauss-Hilbert空间中的Gram-Schmidt方法导出,六点Gauss求积方法用以计算多项式混沌的系数。使用权重和Gauss求积点的全张量积计算多元多项式混沌。最后,通过多元多项式混沌得到感兴趣量的概率密度函数以及对应的期望、标准差和置信区间等Gauss统计量。研究结果表明:波后压力波动较大,置信区间较宽,与孙承纬的“爆轰压力测量值分散性较大”的结论相吻合。同时感兴趣量的试验结果落入模拟结果的置信区间内,研究结果能增强模型的可靠性和鲁棒性。所用方法可扩展到更加复杂状态方程的爆轰系统。

关键词：非嵌入多项式混沌不确定度量化 Rosenblatt变换 Anderson-Darling检验 Chapman-Jougeut理论

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