检索结果-内蒙古大学图书馆

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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面向工程应用的流体界面失稳湍流混合问题建模进展

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计算物理 2024年第6期41卷 732-745页

作者：肖梦娟谢寒松宾远为张又升北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871 北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871

流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于各类自然现象和工程问题中。特别地,在工程流动问题中,一般涉及的是复杂初始扰动诱导下的湍流混合问题。这类混合问题往往多混合机制共存、主控参数宽泛剧烈变化。准确预测这些复杂性... 详细信息

流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于各类自然现象和工程问题中。特别地,在工程流动问题中,一般涉及的是复杂初始扰动诱导下的湍流混合问题。这类混合问题往往多混合机制共存、主控参数宽泛剧烈变化。准确预测这些复杂性下混合区时空演化对于工程实践至关重要,雷诺平均Navier-Stokes(RANS)和大涡模拟(LES)是工程应用最为可行的数值模拟方法。但是,现有RANS和LES建模面临难以统一预测各类混合问题等工程应用的难点。本文从工程应用视角,综述目前在RANS和LES建模方面的认识、存在的问题,以及团队的最新研究进展。

关键词：界面不稳定性湍流混合雷诺平均Navier-Stokes模型大涡模拟模型

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电子照相技术成像模拟研究

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强激光与粒子束 2021年第5期33卷 92-96页

作者：贾清刚杨波许海波佘若谷北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对高能电子照相的关键物理过程开展蒙特卡罗照相模拟研究,采用Geant4围绕2.5 GeV电子在四极透镜组内的输运、电子与物质相互作用衰减等照相基本过程展开研究。通过设计不同材料、不同厚度的含缺陷平板作为模拟照相客体,开展放大型电... 详细信息

针对高能电子照相的关键物理过程开展蒙特卡罗照相模拟研究,采用Geant4围绕2.5 GeV电子在四极透镜组内的输运、电子与物质相互作用衰减等照相基本过程展开研究。通过设计不同材料、不同厚度的含缺陷平板作为模拟照相客体,开展放大型电子照相系统缺陷分辨能力模拟。此外,采用不同材料、不同厚度的台阶样品,模拟获得了电子束流穿过相应面密度材料后的线扩展函数,进一步评估电子照相对实心客体的探测分辨能力。

关键词：高能电子照相蒙特卡罗模拟台阶样品缺陷样品线扩散函数

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稀疏线性解法器特征修正并行预条件算法框架

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计算物理 2023年

作者：徐小文莫则尧胡少亮安恒斌北京应用物理与计算数学研究所中物院高性能数值模拟软件中心计算物理重点实验室

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题，本文提出了特征修正预条件算法统一框架，通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征，结合多层次特征分析，构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用... 详细信息

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题，本文提出了特征修正预条件算法统一框架，通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征，结合多层次特征分析，构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效，展示了该框架的有效性。

关键词：稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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单模流体界面不稳定性势流理论研究进展综述

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第10期54卷 2-29页

作者：刘昌文肖左利张又升北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心北京100871 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制... 详细信息

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制并建立相应的理论模型,不仅具有深远的科学意义,而且对实际工程应用具有重要的理论支撑作用.本文详细综述了自1955年Layzer提出势流理论模型以来,学术界在平面单模RT和RM不稳定性界面顶点演化预测方面所取得的一系列研究进展.研究内容涵盖了影响不稳定性发展的多种关键因素,包括初始扰动形式、流体密度比、涡量、表面张力、黏性和可压缩性等.同时,本文深入探讨了这些因素之间的非线性耦合关系和背后的物理机理,并分析了向汇聚几何扩展时由于几何效应所产生的附加影响.最后,本文对单模不稳定性理论未来的发展方向和研究重点提出了展望.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性界面顶点演化 Layzer势流理论

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科研单位业财融合存在问题与对策研究——以DY科研单位为例

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新晋商 2023年第12期 139-141页

作者：王晋北京应用物理与计算数学研究所

科研单位致力于基础研究工作,对于财务管理的意识不强.在新形势下,如何结合科研单位自身行业特点,构建符合单位发展的业财融合管理体系?本文对科研单位业财融合现状与对策进行探讨,旨在为我国科研单位业财融合提供借鉴方案与帮助.

关键词：

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旋转浅水方程组的多尺度渐近极限

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 651-666页

作者：琚强昌王佳玮徐鑫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研究生院北京100193 中国海洋大学数学科学学院青岛266100

本文数学上严格证明在周期区域具有非平衡初值旋转浅水方程组的多尺度渐近极限;利用快平均方法证明当Rossby数和Froude数趋向0时,多尺度旋转浅水方程组的解收敛到长波准地转方程组的解,扩展了经典的准地转理论.

关键词：旋转浅水方程组多尺度渐近极限长波准地转方程组

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