检索结果-内蒙古大学图书馆

氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的不透明度

物理学报 2022年第14期71卷 73-81页

作者：陈晨赵国鹏祁月盈吴勇王建国复旦大学现代物理研究所上海200433 嘉兴学院数据科学学院嘉兴314001 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 北京大学工学院应用物理与技术研究中心北京100871

采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法,计算了氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的势能曲线、偶极跃迁矩阵元、光谱常数和振动能级,计算结果与其他实验和理论数据符合较好.... 详细信息

采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法,计算了氮气分子X^(1)∑_(g)^(+),a′^(1)∑_(u)^(-),a^(1)Π_(g)和b^(1)Π_(u)电子态的势能曲线、偶极跃迁矩阵元、光谱常数和振动能级,计算结果与其他实验和理论数据符合较好.基于分子结构数据,研究了氮气分子在100 atm(1 atm=1.01×10^(5)Pa)压强下,295-20000K温度范围内的不透明度.结果表明,在波长分布范围内,不透明度随着温度的升高而变大;当温度小于5000 K时,不透明度主要分布在紫外区域,当温度大于10000 K时,激发态的贡献使得不透明度在红外区域也开始有明显的布居.本文探明了温度效应对氮气分子不透明度的影响,可以为天体物理和核武器领域提供理论和数据支持.

关键词：氮气分子光谱常数不透明度

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通用嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术

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石油学报 2025年第3期46卷 574-587页

作者：姚军王通孙致学孙海黄朝琴中国石油大学(华东)油气渗流研究中心山东青岛266580 中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 中国工程物理研究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

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行... 详细信息

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术进行了研究。首先,基于区域分解方法,研发了嵌入式离散裂缝模型大规模并行求解技术,并且提出了在非结构网格中,基质与裂缝两套独立系统的连接关系分解方法。其次,针对多组分热-流-固耦合问题,使用有限体积法实现了组分流动、传热与力学控制方程的统一数值离散,使用顺序隐式牛顿方法对耦合非线性问题进行并行迭代求解。最后,通过与解析模型对比验证了数值方法的准确性,并且将数值模拟器应用于多层页岩气藏立体开发、深层高温裂缝性油藏注水开发数值模拟,并且在不同并行规模下对并行计算性能与可扩展性进行了分析。实现的并行数值模拟技术能够对实际工程中的三维离散裂缝系统进行大规模精细并行数值模拟,并且在不同的并行规模下都取得了良好的并行性能与可扩展性,能够成为裂缝性油气藏开发的有效设计与分析工具。

关键词：油藏数值模拟嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合并行计算网格

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太赫兹自混合干涉成像景深扩展技术

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激光与光电子学进展 2023年第18期60卷 157-162页

作者：蔡家轩解研于洋王迎新陈猛赵自然白鹏杨宁楚卫东北京应用物理与计算数学研究所北京100088 清华大学工程物理系北京100084 危爆物品探测技术国家工程研究中心北京100084

太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景,但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制.搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统,将全息成像技术与自混合干涉测量相结合,实现太赫兹波段的大景深成像.利用自混合... 详细信息

太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景,但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制.搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统,将全息成像技术与自混合干涉测量相结合,实现太赫兹波段的大景深成像.利用自混合收发一体的特性,在不同偏焦程度下,对分辨率板上每毫米2个线对的区域进行二维成像,在偏焦56倍波长条件下得到与焦平面处相同的图像对比度.

关键词：自混合探测太赫兹成像全息技术量子级联激光器景深扩展

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氮气火花开关击穿机制的理论和数值研究

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物理学报 2021年第1期70卷 319-328页

作者：孙强周前红宋萌萌杨薇董烨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研究生院北京100088

三电极气体火花开关带有触发极,相比两电极开关,其开关导通的可控性较高,工作电压较低且抖动小,所以气体火花开关中三电极开关的应用较为广泛.本文针对大气压氮气环境下的两电极开关和三电极开关的击穿机制进行了理论与数值模拟研究.通... 详细信息

三电极气体火花开关带有触发极,相比两电极开关,其开关导通的可控性较高,工作电压较低且抖动小,所以气体火花开关中三电极开关的应用较为广泛.本文针对大气压氮气环境下的两电极开关和三电极开关的击穿机制进行了理论与数值模拟研究.通过理论和数值计算发现,对于平板-平板的两电极开关来说,低电压下(小于6.3 kV)无法产生流注击穿,高电压下(大于6.3 kV)会先形成由阴极到阳极的负流注,然后再形成由阳极向阴极的正流注.而在三电极开关的击穿过程中,首先会在触发极和绝缘体之间发生击穿,然后这个通道不断向阴阳极扩展,最终形成阴阳极之间的电弧通道.在本文的计算工况下,如果需要阴极-触发极、阳极-触发极同时击穿的话,其阴极-触发极之间的外加电压需要大于1.18 kV,而阳极-触发极之间的外加电压需要大于3 kV.当考虑触发极的场致发射后,该击穿阈值可以显著降低.

关键词：气体火花开关流注击穿触发极氮气

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通用五方程模型的一种满足物理约束的界面压缩方法

通用五方程模型的一种满足物理约束的界面压缩方法

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：何志伟北京应用物理与计算数学研究所

我们新提出的通用五方程模型是一个包含分配系数的模型框架。这个框架可以复现文献已有的两个五方程模型,还可以给出一些新的五方程模型,从而解决文献已有的两个模型存在的问题。但是上述模型在应用到可压缩多介质流动问题的数值模拟中... 详细信息

我们新提出的通用五方程模型是一个包含分配系数的模型框架。这个框架可以复现文献已有的两个五方程模型,还可以给出一些新的五方程模型,从而解决文献已有的两个模型存在的问题。但是上述模型在应用到可压缩多介质流动问题的数值模拟中时,仍然会遇到界面弥散变宽问题(数值耗散导致界面被抹平)。本文基于通用五方程模型框架,理论上推导了保持界面不可溶性质的一般性物理约束。在此工作的基础上,我们设计了一种满足物理约束的界面压缩方案,并结合前期提出的锐利度自适应格式,具体构造了一种界面压缩方法。数值界面表明:新提出的满足物理约束的界面压缩方法可以显著提升界面模拟的分辨率,有效减轻/控制了界面的弥散变宽。此外,新方法不但严格守恒,还能有效降低绝对误差,提升收敛精度。

关键词：通用五方程模型物理约束不可溶条件界面压缩

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弹塑性固体与可压缩流体耦合问题的守恒型数值算法

弹塑性固体与可压缩流体耦合问题的守恒型数值算法

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：李翔马东军王裴北京应用物理与计算数学研究所

工程物理研究中经常出现极端条件下的弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题。本文基于上述问题和工况,发展了一种质量守恒型流固耦合算法。该算法基于Coupled Lagrangian-Eulerian(CEL)框架,固体部分采用拉式有限元方法,流体部分采用欧式方... 详细信息

工程物理研究中经常出现极端条件下的弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题。本文基于上述问题和工况,发展了一种质量守恒型流固耦合算法。该算法基于Coupled Lagrangian-Eulerian(CEL)框架,固体部分采用拉式有限元方法,流体部分采用欧式方法,流固耦合算法为交替Schwartz迭代。为保证模拟过程中的流体区域质量守恒,欧拉模拟采用切割网格(Cut-Cell)方法。工程计算中,随着强激波与弹塑性固体的相互作用,流固分界面往往有着复杂的几何形状,而物理规律研究需求复杂分界面附近的精细流场刻画结果。因此,区别于经典的基于level-set方法的切割网格方法,本方法可精确追踪任意形状的流固分界面。为准确模拟激波与分界面的相互作用,流固界面上的通量等计算基于逐条边法向上的局部黎曼问题。另一方面,切割网格方法中小面积/小体积单元的引入可能导致数值计算不稳定,而极端高温高压工况放大了这一固有缺陷,对算法的稳定性保持提出了新的挑战。本文通过采用守恒物理量耦合,守恒物理量融合及边界物理量找回等一系列方法,使得算法在极端工况下仍能保持稳定。切割网格方法的空间离散基于维度分裂框架。理论分析证明,该算法可以严格保持计算中的质量守恒性。一系列测试问题的数值计算结果表明,该算法可以高效、精确计算弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题,且气区质量相对误差可以始终保持在机器精度附近。

关键词：弹塑性流流固耦合切割网格方法质量守恒

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扩散方程的Picard与迎风型Newton自适应组合迭代算法

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中国科学:数学 2025年第6期 1159-1174页

作者：袁光伟杭旭登北京应用物理与计算数学研究所

Picard迭代与Newton迭代是求解非线性扩散方程常用的非线性迭代方法.将非线性扩散方程先进行Newton线性化,形成一个线性对流扩散方程,再将其扩散项进行中心型离散,对流项进行迎风离散,即可得到所谓的迎风型Newton迭代方法.本文的一个创... 详细信息

Picard迭代与Newton迭代是求解非线性扩散方程常用的非线性迭代方法.将非线性扩散方程先进行Newton线性化,形成一个线性对流扩散方程,再将其扩散项进行中心型离散,对流项进行迎风离散,即可得到所谓的迎风型Newton迭代方法.本文的一个创新点是,给出Picard与迎风型Newton自适应组合的迭代算法.该算法初始采用大范围整体收敛的Picard迭代,而在局部依据每条网格单元边上迭代变差的大小,实现Picard迭代与迎风型Newton迭代之间自动切换,避免了传统的线搜索等耗时且复杂的技术.本文的另一个创新点是,证明迎风型Newton迭代方法的收敛性.其中一个有意义的推论是,如果某一步迭代解具有一阶精度,则迎风型Newton迭代给出的下一步迭代解即可达到二阶精度.数值算例验证了新的自适应组合迭代算法兼顾高效和健壮,与常用的Picard迭代和Newton迭代算法相比,新算法在计算速度上也具有明显的优势.

关键词：自适应组合迭代算法 Picard迭代迎风Newton迭代非线性扩散方程

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面向激光交战的通用仿真平台

面向激光交战的通用仿真平台

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第三十六届中国仿真大会

作者：谢晓钢张飞舟张玉双罗文苏华北京应用物理与计算数学研究所

在激光交战仿真研究中,存在对多种类型的激光系统与多种目标进行交战仿真的需求。对自主研发的激光系统组件化仿真平台EasyLaser进行功能升级,改造平台架构和仿真引擎,新增交战想定编辑、态势显示、结果评估、仿真推演等模块,基于组件... 详细信息

在激光交战仿真研究中,存在对多种类型的激光系统与多种目标进行交战仿真的需求。对自主研发的激光系统组件化仿真平台EasyLaser进行功能升级,改造平台架构和仿真引擎,新增交战想定编辑、态势显示、结果评估、仿真推演等模块,基于组件化建模规范设计并研制激光交战级仿真模型组件库,使其具备多平台多目标的激光交战仿真能力。通过仿真示例表明,升级后的仿真平台在进行激光交战仿真评估时,具备灵活搭建想定、快速仿真运行、直观可视化结果的特点。

关键词：激光交战组件化仿真仿真平台想定编辑 EasyLaser

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电子散射和能量分配方式对电子输运系数的影响

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物理学报 2021年第13期70卷 212-221页

作者：宋萌萌周前红孙强张含天杨薇董烨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研究生院北京100088

电子输运系数是确保低温等离子体建模准确性的关键因素,通过模拟电子的输运过程可对其数值求解.在模拟电子输运时,电子和中性粒子碰撞后的散射和能量分配方式有多种处理方法.为了研究不同处理方法对电子输运系数的影响,本文基于蒙特卡... 详细信息

电子输运系数是确保低温等离子体建模准确性的关键因素,通过模拟电子的输运过程可对其数值求解.在模拟电子输运时,电子和中性粒子碰撞后的散射和能量分配方式有多种处理方法.为了研究不同处理方法对电子输运系数的影响,本文基于蒙特卡罗碰撞方法,建立了电子输运系数的计算模型,模拟约化电场10-1000 Td(1 Td=10^(-21) V·m^(2))氢原子气中的电子输运过程.计算结果表明,各向同性假设对电子输运系数的影响随电场强度增加而增加,但即使对于较低的约化电场(10 Td),各向异性散射假设下电子的平均能量、通量迁移率和通量扩散系数也分别比各向同性假设下的值高38.34%,17.38%和119.18%.不同的能量分配方式对中高电场强度下(>200 Td)的电子输运系数影响较为显著.在高电场时,均分法计算得出的电子平均能量、通量迁移率和通量扩散系数均小于零分法对应的值,汤森电离系数则相反.Opal法得出的电子输运系数介于均分法和零分法之间.此外,考虑各向异性散射时,不同能量分配方式对输运系数的影响高于各向同性.本研究表明,在计算电子输运系数时需要考虑各向异性的电子散射,高电场条件下尤其要注意能量分配方式的选择.

关键词：电子散射能量分配电子输运系数蒙特卡罗碰撞

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锥形长药柱水下爆炸冲击波参数计算方法

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爆炸与冲击 2022年第1期42卷 133-141页

作者：徐维铮黄超张磐黄宇曾繁王星郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究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

为了计算锥形长药柱水下爆炸冲击波压力,以及研究长脉宽冲击波的传输特性,基于叠加原理建立了冲击波压力-时间曲线的计算方法,通过实验验证了该方法的有效性,在此基础上分析了锥形长药柱不同方位冲击波压力的分布规律。研究结果表明:锥... 详细信息

为了计算锥形长药柱水下爆炸冲击波压力,以及研究长脉宽冲击波的传输特性,基于叠加原理建立了冲击波压力-时间曲线的计算方法,通过实验验证了该方法的有效性,在此基础上分析了锥形长药柱不同方位冲击波压力的分布规律。研究结果表明:锥形长药柱产生的冲击波压力具有各向异性,在起爆端一侧形成的是具有厚波头特征的低幅值长脉宽冲击波,在装药径向形成的是接近指数衰减的高幅值冲击波,而在远离起爆端的冲击波压力幅值和脉宽则介于前两者之间。锥形长药柱与球形装药冲击波分布的差异是由于装药形状和起爆方式的改变所导致的,由于装药不同部位起爆的时间差,导致水下爆炸冲击波在不同位置的叠加效果存在明显差异,药柱周围流场中形成的冲击波压力具有方向性。利用提出的计算方法得到的计算结果与实验结果和数值模拟结果吻合较好,研究结果可为锥形长药柱水下爆炸冲击波威力场和毁伤评估提供参考和依据。

关键词：水下爆炸冲击波锥形长药柱长脉宽压力

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