检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于TCAD的IGBT温度特性模拟研究

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现代应用物理 2023年第2期14卷 191-197页

作者：方杰郝建红赵强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京100088

为测试绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)在工作中的温度特性,利用基于有限元方法的TCAD,模拟仿真了IGBT在不同温度下的静态特性及开关特性,结合硅的热疲劳机理及IGBT损耗分析对IGBT的温度特性进行理论研究... 详细信息

为测试绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)在工作中的温度特性,利用基于有限元方法的TCAD,模拟仿真了IGBT在不同温度下的静态特性及开关特性,结合硅的热疲劳机理及IGBT损耗分析对IGBT的温度特性进行理论研究,并建立沟槽栅IGBT模型,将IGBT所处温度作为变量,调节设置IGBT工作温度,通过监测栅极电压、集电极电压及集电极电流等参数,得到IGBT在不同温度下的转移特性曲线、输出特性曲线、击穿特性曲线和开关特性曲线,验证与分析理论研究的合理性与准确性。研究结果表明,高温度对IGBT的正常工作具有十分显著的影响,过高的温度可能会导致IGBT出现提前开通、开关难以控制、损耗增大,甚至器件损坏的结论。该研究工作对提高大功率IGBT高温工作稳定性具有参考意义。

关键词：温度 IGBT 热疲劳工作损耗静态特性开关特性

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地空路径太赫兹波雨天衰减特性分析

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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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椭偏光场下锂原子共振激发过程的研究

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光学学报 2024年

作者：齐昕郭丽易小鹏胡师林陈京上海师范大学数理学院中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所汕头大学理学院物理系中国科学技术大学物理学院合肥维尺度物质科学国家研究中心深圳技术大学工程物理学院深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一... 详细信息

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一致；但当光强较高时，激光场不仅使里德堡态的能级发生移动，而且对里德堡态的空间相位分布也产生了影响，进而改变了激发率随光场椭偏率的变化曲线。同时，计算也展现出椭偏场多光子激发过程中角动量和磁量子数跃迁选择定则特点：当共振激发过程吸收偶数或者奇数个光子时，初态与里德堡态的轨道角动量量子数（磁量子数）的奇偶性分别一致或者相反。

关键词：场缀饰的里德堡态多光子共振散射矩阵理论

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一种求解二维球坐标系中子输运方程的并行SN算法

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计算物理 2021年

作者：蔡颖张存波刘旭范征锋刘元元徐小文张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方... 详细信息

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方向的并行度，提出新的能群流水并行方法，并进一步地通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明，该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题，在某国产并行机1920核上，并行程序获得了71%的并行效率。

关键词：中子输运方程源迭代SN算法有向图并行算法

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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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模型降阶方法在Boltzmann模型方程统一算法中的应用研究

模型降阶方法在Boltzmann模型方程统一算法中的应用研究

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：胡文强黄乾旻李旭东王余北京航天长征飞行器研究所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

随着适应不同需求的空天飞行器研制的发展,跨越从连续流到高稀薄自由分子流各个流域的飞行器会遇到各种复杂的跨流域气动问题。不同流域的气体性质差别很大,尤其是近连续滑移过渡流区,在实验技术、数值模拟手段和理论描述方面都是难于... 详细信息

随着适应不同需求的空天飞行器研制的发展,跨越从连续流到高稀薄自由分子流各个流域的飞行器会遇到各种复杂的跨流域气动问题。不同流域的气体性质差别很大,尤其是近连续滑移过渡流区,在实验技术、数值模拟手段和理论描述方面都是难于处理的。基于Boltzmann模型方程的气体动理论统一算法,将不同流域流态控制参数、宏观流动物理量、气体黏性输运特性、热力学效应及气体分子相互作用规则和分子模型用统一表达式联系起来,结合离散速度坐标法和各种多重积分方法,已成功用于跨流域各类复杂外形高速飞行器气动力/热问题研究中。由于速度分布函数是关于速度空间与物理空间的多维函数,传统处理方法中对整个流场区域采用统一的离散速度空间,会随着来流马赫数增加而扩大,对计算机存储资源和计算量提出了挑战。为减小离散速度分布函数的计算机存储资源消耗和提高计算效率,本文发展了一种适用于Boltzmann模型方程统一算法的模型降阶方法:通过应用本征正交分解方法对基于宏观流体力学计算得到的流场信息重构的近似速度分布函数进行预处理分析,引入离散经验插值法对离散速度空间进行处理,建立了从少量特征离散速度坐标点上分布函数信息到整个离散速度空间信息的映射关系,因而可以在保证一定计算精度的前提下大大减小了计算机存储资源和计算量。数值验证结果表明,本文发展的模型降阶方法在全流域计算中具有良好性能,能够提高计算效率,为后续研究跨流域高速绕流等有强扰动激波、稀薄非平衡效应明显的流动问题提供了高效且准确的工具。

关键词：模型降阶方法 Boltzmann模型方程气体动理论统一算法本征正交分解离散经验插值法

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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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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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扩散方程九点格式的保正性与极值性

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数值计算与计算机应用 2021年第2期42卷 134-145页

作者：袁光伟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对任意四边形网格上扩散方程已有的九点格式,引入适当的限制器进行改写,证明了所得到的非线性格式具有强保正性,且该非线性格式的解若存在的话即为九点格式的一个正的解.并进一步讨论了保持离散强极值原理的格式.

关键词：扩散方程九点格式非线性格式强极值原理限制器

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