检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：胡泽汐张又升田保林北京应用物理与计算数学研究所北京大学应用物理与技术研究中心

当轻流体在重力场或加速过程中支撑重流体时,界面处的扰动会随时间增长并生成气泡和尖钉,这种界面不稳定性称为Rayleigh-Taylor (RT)不稳定性,在惯性约束聚变(ICF)、天体物理和地球物理中发挥着重要作用。本文使用数值模拟方法,研究了R... 详细信息

当轻流体在重力场或加速过程中支撑重流体时,界面处的扰动会随时间增长并生成气泡和尖钉,这种界面不稳定性称为Rayleigh-Taylor (RT)不稳定性,在惯性约束聚变(ICF)、天体物理和地球物理中发挥着重要作用。本文使用数值模拟方法,研究了RT不稳定性再加速阶段中粘性对于气泡速度及涡量的影响。Re数较小时(Re～100),流动仅有线性阶段和准稳定阶段,气泡速度不会继续增加,而Re数较大时(Re>200)准稳定阶段之后气泡速度会进一步增加,进入再加速阶段,而后进入减速-加速阶段。而Re数很高时(Re～10000),这一对涡会拉伸变形成几个小涡,流场结构更为复杂,在再加速阶段后进入混沌阶段。

关键词：瑞利-泰勒不稳定性粘再加速阶段

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颗粒稠密的Richtmyer-Meshkov不稳定性线性段增长建模研究与分析

颗粒稠密的Richtmyer-Meshkov不稳定性线性段增长建模研究与分析

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第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会

作者：孟宝清曾军胜田保林李理何志伟周蕊北京应用物理与计算数学研究所北京大学工学院

多相流Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)在超行星爆发,惯性约束核聚变及超燃冲压发动机等领域中起到极为重要的作用。在含颗粒的气固两相流动中,颗粒的存在极大的影响了界面失稳行为。流动衍化过程中,颗粒相的形态可能是稀疏分散的,也可... 详细信息

多相流Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)在超行星爆发,惯性约束核聚变及超燃冲压发动机等领域中起到极为重要的作用。在含颗粒的气固两相流动中,颗粒的存在极大的影响了界面失稳行为。流动衍化过程中,颗粒相的形态可能是稀疏分散的,也可能是接近稠密堆积的形态。现有研究中,含颗粒的RMI问题主要集中于颗粒稀疏情形,对于含稠密颗粒的RMI的扰动增长建模理论尚未发现有公开的研究。本研究中关注了颗粒稠密条件下的RMI问题,应用线性稳定性理论对扰动线性增长开展建模研究,应用可压缩Multiphase Particle-in-cell (CMP-PIC)数值模拟方法对该模型的正确性予以验证。理论建模工作基于可压缩气固两相流动控制方程,得到颗粒稠密的多相流Atwood等效解。进一步的分析表明该Atwood数理论解可退化为颗粒稀疏的Atwood数理论解以及纯气相的Atwood数理论解。颗粒稠密的Atwood数理论解普适于气固RMI问题。基于经典脉冲模型,本研究中进一步给出了线性扰动增长模型。数值模拟工作基于CMP-PIC方法展开,给出颗粒体积分数不同情况下的气固RMI扰动增长结果,数值与理论结果吻合良好,如图1以及表I所示。

关键词： RMI Richtmyer-Meshkov 理论解建模研究

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TATB在高温下分解的动力学模拟

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高压物理学报 2018年第1期32卷 54-61页

作者：余一张蕾姜胜利陈军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

TATB作为一种知名的钝感炸药,其敏感度和反应特性一直是含能材料研究领域的热点问题。采用从头算分子动力学方法,系统模拟了TATB在不同温度、压力以及含有黏结剂情况下的分解反应过程,并逐个分析这些因素对反应机理和反应速率的影响。... 详细信息

TATB作为一种知名的钝感炸药,其敏感度和反应特性一直是含能材料研究领域的热点问题。采用从头算分子动力学方法,系统模拟了TATB在不同温度、压力以及含有黏结剂情况下的分解反应过程,并逐个分析这些因素对反应机理和反应速率的影响。结果显示:不同温度下反应机理基本保持不变,但反应速率受温度的影响较大;压力对反应前、后期有不同的影响;对于含有氟聚物黏结剂的体系,氟聚物会参与TATB的分解,并改变最终产物的组分。

关键词： TATB 热分解从头算分子动力学黏结剂

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考虑介质间热交换的五方程模型

考虑介质间热交换的五方程模型

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第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会

作者：李理何志伟刘铁钢田保林北京应用物理与计算数学研究所北京航空航天大学

采用扩散界面模型计算多介质流动需要对混合网格内的多介质进行建模,常见的模型有等温等压模型,等压等压缩模型及等压绝热模型等。介质间的压力平衡已经被研究者普遍接受,但介质间的热交换模型仍没有统一的理论。本研究在原等压绝热模... 详细信息

采用扩散界面模型计算多介质流动需要对混合网格内的多介质进行建模,常见的模型有等温等压模型,等压等压缩模型及等压绝热模型等。介质间的压力平衡已经被研究者普遍接受,但介质间的热交换模型仍没有统一的理论。本研究在原等压绝热模型的基础上,进一步考虑了介质间的热交换效应,给出了相间热交换的理论模型。基于此热交换模型,构建了考虑相间热交换的五方程模型。最终针对多个一维及二维算例对新模型和传统模型进行了对比。

关键词：扩散界面模型五方程热交换摄动多介质

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经典瑞利-泰勒不稳定性界面变形演化的改进型薄层模型

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物理学报 2018年第9期67卷 188-195页

作者：赵凯歌薛创王立锋叶文华吴俊峰丁永坤张维岩贺贤土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 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北京100871

激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演... 详细信息

激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演化的薄层模型.通过分析薄层中流体微团的受力,得到了运动微分方程组,并在二维情况进行数值求解.在线性阶段,薄层模型描述的界面演变规律与模拟结果符合很好;在非线性阶段,薄层模型可以描述至"蘑菇"形结构,与数值模拟的结果很接近.目前薄层的RT不稳定性非线性解析理论研究仅限于弱非线性阶段,本工作发展的薄层解析理论能很好地研究薄层非线性"气泡-尖钉"发展过程.

关键词：薄层模型 Rayleigh-Taylor不稳定性 Atwood数非线性阶段

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并行代数多重网格算法:大规模计算应用现状与挑战

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数值计算与计算机应用 2019年第4期40卷 243-260页

作者：徐小文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

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算... 详细信息

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算机体系结构特征越来越复杂,AMG面临并行可扩展、算法可扩展和浮点性能优化的严峻挑战.本文结合大规模计算的发展趋势,特别是面向即将到来的百亿亿次(E级)计算,分析AMG算法在这三个方面的挑战,总结研究现状与进展,展望未来研究重点.

关键词：科学与工程计算数值模拟代数多重网格(AMG) 预条件子并行算法 E级计算

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颗粒稠密Richtmyer–Meshkov不稳定性线性增长率理论建模与验证

颗粒稠密Richtmyer–Meshkov不稳定性线性增长率理论建模与验证

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中国力学大会（CCTAM2019）

作者：孟宝清曾军胜田保林李理何志伟 Xiaohu Guo 北京应用物理与计算数学研究所北京大学工学院

多相流Richtmyer–Meshkov不稳定性(RMI)在超行星爆发、惯性约束核聚变等过程中扮演着重要角色。在流动衍化过程中,颗粒相形态可能是稀疏分散或接近稠密堆积的形态。已有研究主要集中于颗粒稀疏的情形,目前公开文献中尚未发现颗粒稠密... 详细信息

多相流Richtmyer–Meshkov不稳定性(RMI)在超行星爆发、惯性约束核聚变等过程中扮演着重要角色。在流动衍化过程中,颗粒相形态可能是稀疏分散或接近稠密堆积的形态。已有研究主要集中于颗粒稀疏的情形,目前公开文献中尚未发现颗粒稠密条件下的增长率理论模型方面的研究。本文针对颗粒稠密的气固两相体系,基于线性稳定性理论提出了一个新的Atwood数模型。该模型由相间动量耦合参数、两相体积分数比值、两相密度所表征。进一步的研究表明,在无颗粒相以及颗粒稀疏条件下该Atwood数模型退化为经典的Richtmyer’s以及颗粒稀疏Atwood数模型。此外,基于可压缩multiphaseparticle-in-cell(MP-PIC)方法开展了相应的数值模拟,增长率数值模拟结果与理论模型预测结果吻合良好。

关键词： Richtmyer–Meshkov不稳定性气固多相流线性扰动增长理论建模 MP-PIC

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二维柱几何下的健壮黎曼解法器

二维柱几何下的健壮黎曼解法器

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：任健沈智军闫伟袁光伟北京应用物理与计算数学研究所北京大学工学院

在惯性约束聚变(ICF)与计算流体力学(CFD)应用中,物理模型具有多介质特征。拉格朗日方法可以跟踪材料界面,在多介质流体流动中迅速捕捉接触间断,但在复杂流动情况下,它们会发生网格大变形。任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法基于移动网格框架... 详细信息

在惯性约束聚变(ICF)与计算流体力学(CFD)应用中,物理模型具有多介质特征。拉格朗日方法可以跟踪材料界面,在多介质流体流动中迅速捕捉接触间断,但在复杂流动情况下,它们会发生网格大变形。任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法基于移动网格框架解决这些问题的有力工具[1]。我们将在ALE框架上提出一个二阶单元中心的可压缩流柱几何格式。新格式HLLC-2D引入了半边通量和节点速度解法器,保证了网格边通量与节点流的相容。HLLC-2D黎曼解算

关键词：黎曼解法器拉格朗日方法

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基于柔性屏蔽材料混响室的设计与应用

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强激光与粒子束 2018年第7期30卷 85-90页

作者：苏政铭刘强赵远闫丽萍赵翔周海京四川大学电子信息学院成都610065 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

利用柔性屏蔽材料不平整性使屏蔽腔内场环境易于满足各向同性、均匀分布、随机极化统计特征的特点,研究了三种不同柔性屏蔽材料搭建的模式搅拌混响室的可行性。在Z字形搅拌器的作用下通过测量得到低频场均匀性和高频归一化电场的概率密... 详细信息

利用柔性屏蔽材料不平整性使屏蔽腔内场环境易于满足各向同性、均匀分布、随机极化统计特征的特点,研究了三种不同柔性屏蔽材料搭建的模式搅拌混响室的可行性。在Z字形搅拌器的作用下通过测量得到低频场均匀性和高频归一化电场的概率密度函数,根据IEC 61000-4-21-2011标准和理想混响室模型验证了所搭建混响室的有效性。在此基础之上,通过实验测量分析了搅拌器转速、天线高度、天线位置对归一化电场概率密度函数(PDF)的影响,并利用所搭建混响室对加载开孔电大金属腔的电磁屏蔽效能进行了测试。研究结果表明利用柔性屏蔽材料搭建混响室具有较好的可行性。

关键词：混响室柔性屏蔽材料场均匀性概率密度函数屏蔽效能

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一种研究弹塑性固体中波传播问题的中心型拉氏方法

一种研究弹塑性固体中波传播问题的中心型拉氏方法

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：陈潜李理曾志强齐进田保林刘铁钢北京应用物理与计算数学研究所北京航空航天大学

在工程问题中,冲击作用会导致弹塑性固体中出现复杂的波传播问题。由于弹塑性流动问题包含强非线性的特征,实验研究弹塑性流动存在着极大的困难。数值模拟方法便于研究弹塑性流动中的波系结构、材料界面、弹塑性相变和物理间断,已成为... 详细信息

在工程问题中,冲击作用会导致弹塑性固体中出现复杂的波传播问题。由于弹塑性流动问题包含强非线性的特征,实验研究弹塑性流动存在着极大的困难。数值模拟方法便于研究弹塑性流动中的波系结构、材料界面、弹塑性相变和物理间断,已成为这一领域常用的研究手段。本文采用一种中心型拉氏方法来研究弹塑性固体中的波传播问题。传统的求解弹塑性黎曼问题的中心型拉氏方法一般采用算子分裂的思想,采用纯流体黎曼解法器,分流体步和弹塑性步求

关键词：拉氏方法黎曼解法器弹塑性中波传播中心型

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