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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：冯清松郑春阳刘占军曹莉华王清肖成卓贺贤土北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京大学北京100871

Backward stimulated Raman scattering(BSRS)with Langmuir decay instability(LDI)and Langmuir collapse has been researched by Vlasov *** decay productions of LDI cascade and their evolution with time are clearly demonstr... 详细信息

关键词：受激拉曼散射受激布里渊散射超热电子朗缪尔衰变不稳定性惯性约束聚变

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复杂流动过程的DBM建模与模拟研究进展

复杂流动过程的DBM建模与模拟研究进展

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中国核学会2019年学术年会

作者：许爱国张玉东甘延标陈锋林传栋赖惠林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 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北华航天工业学院河北廊坊065000 山东交通学院航空学院山东济南250357 中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519082 福建师范大学数学与信息学院福建省分析数学及应用重点实验室福建福州350117

本文基于离散Boltzmann方法(Discrete Boltzmann Method,DBM),简要概述近年来复杂流动过程的跨尺度物理建模与模拟的基本思路与研究进展.从数学建模角度来看,DBM模型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... 详细信息

本文基于离散Boltzmann方法(Discrete Boltzmann Method,DBM),简要概述近年来复杂流动过程的跨尺度物理建模与模拟的基本思路与研究进展.从数学建模角度来看,DBM模型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)方程组;但从物理建模角度来看,这一取代是有"增益"的：一个DBM模型相当于一个连续流体模型外加一个其他相关非平衡效应的粗粒化模型;该连续流体模型可以是,也可以超越***在物理描述能力方面超越基于连续介质建模的NS方程组,在适用的时空尺度方面超越微观分子动力学方法.

关键词：离散Botlzmann方法 Navier-Stokes模型跨尺度建模非平衡行为

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任意温度下H_2O中H中子热散射律数据研制

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核动力工程 2017年第3期38卷 34-37页

作者：胡泽华王佳师学明邓力孙伟力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

轻水反应堆堆芯模拟计算需在较宽的温度范围内进行,热中子能区(4eV以下)H_2O中H的热散射律数据对计算有很重要的影响。目前主流基础评价核数据库中,H_2O中H的热散射律数据均在有限的几个温度点上给出,因此计算只能在这些温度下精确进行... 详细信息

轻水反应堆堆芯模拟计算需在较宽的温度范围内进行,热中子能区(4eV以下)H_2O中H的热散射律数据对计算有很重要的影响。目前主流基础评价核数据库中,H_2O中H的热散射律数据均在有限的几个温度点上给出,因此计算只能在这些温度下精确进行。为提高轻水反应堆模拟计算的可靠性,基于IKE热中子散射模型,给出了293.6~1000 K范围内任意温度下H_2O中H的热散射律数据的计算方法,并制作了系列H_2O中H的温度间隔为10 K的热散射律数据。利用制作的热散射数据和MC输运计算程序,模拟分析HMF004基准实验和VENUS3轻水反应堆在不同慢化剂温度下的有效增殖因数(keff)。计算结果符合物理规律,验证了H_2O中H的热散射数据的制作是正确的。

关键词：热散射律 H2O中H 评价核数据有效增殖因数keff 慢化剂温度

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非Maxwell分布下平均热核反应率的计算

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计算物理 2017年第2期34卷 149-154页

作者：常凯李金鸿沈华韵衷斌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

研究氘氚(DT)服从不同的速度分布函数时平均热核反应率的计算,当T服从Maxwell分布,D服从Maxwell分布、单能分布、一类特殊的非Maxwell分布时,用Monte Carlo方法(蒙卡方法)和直接积分两种方法同时计算DT的平均热核反应率,并验证蒙卡方法... 详细信息

研究氘氚(DT)服从不同的速度分布函数时平均热核反应率的计算,当T服从Maxwell分布,D服从Maxwell分布、单能分布、一类特殊的非Maxwell分布时,用Monte Carlo方法(蒙卡方法)和直接积分两种方法同时计算DT的平均热核反应率,并验证蒙卡方法的正确性.利用蒙卡方法计算非Maxwell分布时的DT平均热核反应率,与Maxwell分布下的结果有较大的差别,说明在类似的情况下如果采用热动平衡下的平均热核反应率会引入较大的误差,相关认识可供非平衡效应研究参考.

关键词：热核聚变 Fokker-Planck方程平均热核反应率 Maxwell分布

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一种求解半线性椭圆问题的快速多重网格法

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数值计算与计算机应用 2019年第2期40卷 143-160页

作者：谢和虎谢满庭张宁中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所国家数学与交叉科学中心科学与工程计算国家重点实验室北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049 天津大学应用数学中心天津300072

本文介绍一种求解半线性问题的完全多重网格算法,该算法是基于多重校正算法与线性边值问题的多重网格迭代结合而设计的.多重校正算法将半线性问题的求解转化成线性边值问题的求解加上在一个低维空间上的半线性问题的求解.利用并行计算技... 详细信息

本文介绍一种求解半线性问题的完全多重网格算法,该算法是基于多重校正算法与线性边值问题的多重网格迭代结合而设计的.多重校正算法将半线性问题的求解转化成线性边值问题的求解加上在一个低维空间上的半线性问题的求解.利用并行计算技术,这里所提出的多重网格算法可以明显地提高求解半线性椭圆问题的效率.更进一步,当非线性项是多项式函数的时候,本文也设计了一种高效的完全多重网格算法,并且通过分析可以知道该算法求解多项式形式的半线性椭圆问题的计算量具有渐近最优的性质.最后用数值实验验证了本文算法的有效性.

关键词：半线性椭圆问题有限元完全多重网格多水平校正张量计算技术渐近计算量绝对最优

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高电荷态离子非平衡动力学时空演化研究

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中国基础科学 2018年第5期20卷 1-4页

作者：马新文应阳君张少锋杨杰中国科学院近代物理研究所兰州730000 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

高电荷态离子及其在等离子体演化中涉及的能量交换和粒子交换过程,在核爆、可控核聚变、超新星爆炸和恒星吸积盘等极端环境中扮演着重要的角色。近年来,重离子加速器、冷却储存环和储存环精密谱学技术的新发展,推动了高电荷态离子物理... 详细信息

高电荷态离子及其在等离子体演化中涉及的能量交换和粒子交换过程,在核爆、可控核聚变、超新星爆炸和恒星吸积盘等极端环境中扮演着重要的角色。近年来,重离子加速器、冷却储存环和储存环精密谱学技术的新发展,推动了高电荷态离子物理的实验和理论研究,为研究极端条件下高电荷态离子结构和动力学,获得高精度原子物理参数、探索高电荷态离子在等离子体环境下的非早衡演化理论模型提供了前所未有的条件。依托兰州重离子加速器装置,通过研究高电荷态离子精密谱和碰撞反应过程,在原子层面理解高电荷态离子结构和动力学中的量子多体问题,阐明等离子体中的原子物理基元过程;基于获得的高精度原子谱和动力学参数,研究高电荷态离子与不同状态等离子体的相互作用,探索其非平衡演化的微观机制;为聚变能源等国家重大需求提供关键原子物理参数,深化对非平衡等离子体演化的物理认识。

关键词：高电荷态离子重离子冷却储存环精密谱学电荷交换反应动力学非平衡演化

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三维激光光路组件化仿真设计工具

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计算机仿真 2017年第6期34卷 389-393页

作者：谢晓钢张建柱罗文岳玉芳北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对采用二维拓扑图建模时,搭建光路的正确性不直观且不易判断的问题。基于开源渲染引擎OSG设计实现了一个三维虚拟光路辅助工具,并集成到激光系统组件化仿真软件EasyLaser中。上述工具能够将任意二维拓扑模型自动转化为三维虚拟光路显... 详细信息

针对采用二维拓扑图建模时,搭建光路的正确性不直观且不易判断的问题。基于开源渲染引擎OSG设计实现了一个三维虚拟光路辅助工具,并集成到激光系统组件化仿真软件EasyLaser中。上述工具能够将任意二维拓扑模型自动转化为三维虚拟光路显示,并通过友好的人机交互界面辅助用户快速构建正确的光路模型。详细介绍了上述辅助工具的设计思路、关键技术实现以及应用效果。实际应用表明,上述工具不仅可以大大提升EasyLaser软件光路搭建的便捷性,还可作为激光系统光路的仿真设计工具。

关键词：虚拟现实激光仿真几何光学三维光路

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激波冲击V形界面重气体导致的壁面与旋涡作用及其对湍流混合的影响

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物理学报 2017年第23期66卷 237-245页

作者：李俊涛孙宇涛胡晓棉任玉新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京100094 清华大学航天航空学院北京100084

基于多组分混合物质量分数模型,采用色散最小耗散可控的高分辨率有限体积方法,数值模拟了弱激波冲击V形空气/SF_6界面后,界面不稳定性生成的旋涡与固体壁面作用问题.激波冲击V形界面之后,因斜压效应诱导涡量沉积在界面附近,形成沿界面... 详细信息

基于多组分混合物质量分数模型,采用色散最小耗散可控的高分辨率有限体积方法,数值模拟了弱激波冲击V形空气/SF_6界面后,界面不稳定性生成的旋涡与固体壁面作用问题.激波冲击V形界面之后,因斜压效应诱导涡量沉积在界面附近,形成沿界面规则排列的多个涡对结构.旋涡的诱导作用使界面不断变形和卷起,同时旋涡之间不断发生相互并对,诱导更多更小尺度的旋涡产生.旋涡诱导作用的叠加效应,使界面尖端处的初始涡对向上下壁面发展.随后,涡结构开始与壁面发生复杂的相互作用.旋涡与壁面作用后沿壁面加速,使得物质界面沿壁面伸展,随后,旋涡从壁面回弹,并诱导二次旋涡产生.旋涡与壁面相互作用的过程,能够明显加剧物质混合.本文从物质混合的角度研究了该过程的机理,分析了旋涡与壁面作用对物质混合的影响.

关键词： Richtmyer-Meshkov不稳定性 V形界面旋涡壁面相互作用湍流混合

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基于B样条的Level-Set GPU演化算法

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计算机科学 2017年第3期44卷 59-62页

作者：袁斌北京应用物理与计算数学研究所北京100088

大部分Level-Set演化模型基于平均曲率或梯度,这对去除3D数据的噪声时保持线状特征是不利的;在解Level-Set演化方程时一般采用迎风格式,精度较低。设计了基于曲率差的高阶演化方程以及基于B样条和中心差分的混合GPU解法器。实验结果表明... 详细信息

大部分Level-Set演化模型基于平均曲率或梯度,这对去除3D数据的噪声时保持线状特征是不利的;在解Level-Set演化方程时一般采用迎风格式,精度较低。设计了基于曲率差的高阶演化方程以及基于B样条和中心差分的混合GPU解法器。实验结果表明,基于曲率差的演化方程能够在光顺数据时保持线状特征。

关键词： B-样条 Level-Set GPU 曲率

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爆轰加载下弹塑性固体Richtmyer-Meshkov流动的扰动增长规律

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物理学报 2017年第7期66卷 326-334页

作者：殷建伟潘昊吴子辉郝鹏程胡晓棉北京理工大学机电学院北京100081 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生部北京100088

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,... 详细信息

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,尖钉的最大振幅与增长速度无量纲数之间存在线性近似关系,进一步理论分析表明尖钉的振幅增长因子与加载压力、初始扰动形态和材料强度有关,该理论关系作为扰动增长规律的线性近似在一定范围内适用于多种金属材料.

关键词：扰动增长弹塑性固体材料性质

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