检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2020年第5期54卷 930-936页

作者：涂晓兰柴晓明刘东芦韡王鑫李勋昭付元光郭凤晨中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ的输运计算模块采用了特征线中子输运计算方法,其计算精度较高,可适用于反应堆中复杂的燃料组件,然而当网格规模、能群数、特征线数较大时,计算时间较长,计算效率较低,因此需对其进行并行优化,以提高计算效... 详细信息

先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ的输运计算模块采用了特征线中子输运计算方法,其计算精度较高,可适用于反应堆中复杂的燃料组件,然而当网格规模、能群数、特征线数较大时,计算时间较长,计算效率较低,因此需对其进行并行优化,以提高计算效率。通过性能分析,发现特征线扫描和高阶散射源计算较为耗时。本文通过基于MPI的能群并行、E指数优化、角通量球谐函数展开等方法实现了并行优化。基准题验证表明,并行优化计算精度较高,E指数优化对特征线扫描效率提升较好,角通量球谐函数展开对高阶散射源计算效率提升较好。经过优化后的KYLIN-Ⅱ的输运计算模块加速效果显著,可满足工程使用需求。

关键词：中子输运方程特征线方法 E指数优化角通量球谐函数展开

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强约束球形装药反应裂纹传播和反应烈度表征实验

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爆炸与冲击 2020年第1期40卷 15-22页

作者：李涛胡海波尚海林傅华文尚刚喻虹中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100089

炸药燃烧的高温高压气体产物可以进入基体裂纹中引发炸药表面热传导燃烧,形成所谓的对流燃烧。在一定约束条件下,不断上升的气体压力反过来又使炸药基体产生更多的裂纹,为对流燃烧提供更多的通道和燃烧表面积,快速生成大量产物气体导致... 详细信息

炸药燃烧的高温高压气体产物可以进入基体裂纹中引发炸药表面热传导燃烧,形成所谓的对流燃烧。在一定约束条件下,不断上升的气体压力反过来又使炸药基体产生更多的裂纹,为对流燃烧提供更多的通道和燃烧表面积,快速生成大量产物气体导致高烈度反应现象的产生。本文中设计了一种新型强约束球形装药中心点火实验,针对一种HMX为基的PBX炸药,对高烈度反应条件下燃烧裂纹传播和反应增长过程进行了观测,实验中采用测得的反应压力和壳体速度历程对反应烈度进行了量化表征。在带窗口结构中,早期炸药中的燃烧裂纹不可见;中期燃烧裂纹扩展到药球表面时,先形成4条沿经线方向近似对称的主裂纹,随后环向贯通并扩展到整个药球表面;最后的剧烈反应造成强烈发光。上述反应演化经历低压增长阶段约为100μs,之后伴随着壳体变形膨胀产生剧烈的反应,此时产物压力在约10μs时间内超过1 GPa,并形成约20%相对于裸炸药爆轰的超压输出。在全钢结构中,20 mm厚的壳体膨胀速度最大可达到500 m/s,此时壳体完全破裂。

关键词：对流燃烧脆性PBX炸药反应裂纹剧烈爆炸

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Pt-Al-Cr体系的相图集成建模与计算

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铸造技术 2023年第2期44卷 195-202页

作者：黄永兴王镤子愚种晓宇高兴誉宋海峰昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 昆明理工大学金属先进凝固成形及装备国家地方联合工程实验室云南昆明650093 计算物理国防重点实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓... 详细信息

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓和形成焓等热力学性质,计算得到的相图和热力学性质与实验数据和第一性原理计算数据吻合较好。在此基础上,结合相图计算方法(CALPHAD)通过热力学外推优化建立Pt-Al-Cr三元体系的成分-温度相图模型。使用该模型计算Pt-Al-Cr体系液相面投影图和873.15、1073.15、1273.15 K的等温截面图,热力学计算结果与实验数据吻合较好。

关键词：高温合金 Pt-Al-Cr体系 CALPHAD 热力学模型

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一维含化学反应流体力学方程组的ALE间断有限元方法

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计算物理 2020年第1期37卷 1-9页

作者：戢美璇蔚喜军宋明阳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 东北师范大学数学与统计学院吉林长春130024

研究一维含化学反应流体力学方程组的数值模拟方法.结合理想气体状态方程并利用HLLC解法器在各个单元边界处的数值通量,给出ALE间断有限元方法.高阶计算时,使用TVD斜率限制器对数值解可能产生的非物理振荡进行抑制.结果表明:该算法能够... 详细信息

研究一维含化学反应流体力学方程组的数值模拟方法.结合理想气体状态方程并利用HLLC解法器在各个单元边界处的数值通量,给出ALE间断有限元方法.高阶计算时,使用TVD斜率限制器对数值解可能产生的非物理振荡进行抑制.结果表明:该算法能够保持物理量的守恒性和高精度,并能够清晰地捕捉爆轰波的结构特征.

关键词：多相反应流 HLLC解法器 ALE方法

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扰动激波冲击平面界面中凹腔的形成机制

扰动激波冲击平面界面中凹腔的形成机制

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：贺一峰李海锋田保林杨越北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

在Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)中,平面激波冲击扰动界面后,界面处会形成尖钉和气泡结构。然而,扰动激波冲击平面界面后,界面会演化出台阶和凹腔结构,这与传统RMI完全不同。通过数值模拟,我们发现该不稳定性和RMI的界面结构差异源于... 详细信息

在Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)中,平面激波冲击扰动界面后,界面处会形成尖钉和气泡结构。然而,扰动激波冲击平面界面后,界面会演化出台阶和凹腔结构,这与传统RMI完全不同。通过数值模拟,我们发现该不稳定性和RMI的界面结构差异源于不同的涡量分布。该不稳定性除了会在界面上因密度梯度和压强梯度不匹配而沉积界面涡量外,还会在激波初始位置和马赫反射激波后分别沉积弯曲激波涡量和滑移线涡量。在滑移线的剪切作用下,界面处形成凹腔。在线性阶段,凹腔宽度等于激波冲击界面时的马赫杆高度。我们建立了马赫杆高度模型来预测线性阶段凹腔宽度,该模型与直接数值模拟结果符合良好。此外,该模型可以解释滑移线张角扩大等现象。

关键词：界面不稳定性激波滑移线马赫杆

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固溶合金第一性原理计算方法初探

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数值计算与计算机应用 2021年第1期42卷 18-32页

作者：徐黎闽杨真方俊高兴誉宋海峰清华大学数学科学系北京100084 北京科技大学应用物理研究所北京100083 计算物理重点实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088

固溶合金第一性原理计算在新型合金物性研究与合金组分优化设计中扮演着重要角色.固溶合金具有化学无序结构,晶格平移对称性破缺.难以直接应用标准的第一性原理计算方法.本文介绍了确定组分固溶合金第一性原理计算的主要两类方法.第一... 详细信息

固溶合金第一性原理计算在新型合金物性研究与合金组分优化设计中扮演着重要角色.固溶合金具有化学无序结构,晶格平移对称性破缺.难以直接应用标准的第一性原理计算方法.本文介绍了确定组分固溶合金第一性原理计算的主要两类方法.第一类方法是相干势近似方法,我们推导了相干势近似的自洽方程.基于多重散射理论梳理了单格点杂质系统Green函数的计算方法.第二类方法是超胞结构建模方法,我们介绍了相似原子环境的数学模型,推导了整体化学无序与短程化学有序的统一描述方法,证明了两种超胞结构建模方法最优解之间的关系.结合第一性原理计算与热力学模型,我们应用这两类方法预测了变组分铀铌合金的晶格参数与典型镁铝合金的热力学物性.获得了实验验证.

关键词：固溶合金第一性原理多重散射理论相似原子环境相干势近似

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激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合大涡模拟研究

激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合大涡模拟...

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：张又升肖梦娟宾远为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北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室

由流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于宽泛的时空尺度问题中,而带有激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合现象是最能反应工程复杂混合现象的一个基础研究抽象。然而,目前文献可见的大涡模拟预测,即使对... 详细信息

由流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于宽泛的时空尺度问题中,而带有激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合现象是最能反应工程复杂混合现象的一个基础研究抽象。然而,目前文献可见的大涡模拟预测,即使对于刻画混合演化最简单也是最重要的混合宽度的演化,也不能做到很好的预测。在本报告中,我们将分别发展两类大涡模拟模拟:一类是基于K-L湍流模型约束大涡模拟模拟;一类是基于湍动能K方程的显示大涡模拟模型。这两个模型,均实现了二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合宽度和结构演化的良好的预测,为未来工程应用模拟混合转捩问题奠定了很好的基础。

关键词：二次冲击RM湍流混合约束大涡模拟统一预测新思路

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基于相空间的复杂物理场建模与分析方法

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计算物理 2021年第6期38卷 631-660页

作者：许爱国宋家辉陈锋谢侃应阳君北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 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 北京理工大学宇航学院北京100081 山东交通学院航空学院山东济南250357

评述两个基于相空间的建模与分析方法及其应用。第一个是基于闵可夫斯基泛函的形态分析方法,第二个是基于离散玻尔兹曼方程的建模与分析方法。两者均是统计物理学相空间描述方法的进一步发展:以相对独立的行为特征量为基,构建相空间,使... 详细信息

评述两个基于相空间的建模与分析方法及其应用。第一个是基于闵可夫斯基泛函的形态分析方法,第二个是基于离散玻尔兹曼方程的建模与分析方法。两者均是统计物理学相空间描述方法的进一步发展:以相对独立的行为特征量为基,构建相空间,使用该相空间和其子空间来描述系统的行为特征;该相空间中的一个点对应系统的一组行为特征;两点间的距离d可用来描述两组行为特征的差异,其倒数可用来描述两组行为特征的相似度(S=1/d);一段时间内两点间距离的平均值d可用来描述两个动理学过程的差异,其倒数可用来描述这两个动理学过程的相似度(S_(p)=1/d)。从历史角度,基于闵可夫斯基泛函的形态相空间分析方法在先,接受其启发是离散玻尔兹曼方法朝着相空间描述方法发展过程中的关键环节。形态分析方法独立于数据来源,因而离散玻尔兹曼模拟得到的结果,除了可以使用其自带的分析功能之外,还可进一步使用形态分析方法获得另一个层面或视角的认识。在复杂介质动理学研究中,这两个方法从不同的视角,使得许多以前无法提取的信息得以分层次、定量化研究。

关键词：离散玻尔兹曼方法形态分析方法复杂物理场统计物理相空间

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任意密度比下流体界面不稳定性全时精准演化理论

任意密度比下流体界面不稳定性全时精准演化理论

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：刘昌文张又升肖左利北京大学应用物理与技术研究中心北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预其前沿锋面位置及其空间曲率的演化,具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提... 详细信息

Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预其前沿锋面位置及其空间曲率的演化,具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提出的势流思想,发展了若干能较好预测势流阶段锋面位置演化的理论模型。但到目前为止,尚未见到能同时准确预测前沿锋面位置及其空间曲率的全时演化理论模型。本文借鉴Layzer势流思想,提出双点源型势函数,并基于滑移边界假设给出分层流体内部的波数关系,最终成功实现对任意密度比下锋面前缘位置及其曲率的全时演化预测。此外,本文通过新模型进一步得到了前沿锋面增长率及其空间曲率的非线性耦合机制。揭示了初始曲率对前沿锋面增长率的影响及演化过程中非线性阶段的"overshot"现象的物理起源。理论预测结果和模拟数据的高度一致,证明了本理论模型的准确性,预期该模型会对单模Rayleigh-Taylor不稳定性研究具有重要意义。

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性 Layzer势流思想全时演化理论模型非线性耦合机制

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用于厚屏蔽小探测器的蒙特卡罗模拟减方差方法研究

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原子能科学技术 2020年第7期54卷 1294-1300页

作者：杲申申李君利武祯马锐垚王鑫邱睿李春艳张辉清华大学工程物理系北京100084 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084 同方威视技术股份有限公司北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

反应堆屏蔽计算中经常出现厚屏蔽、小探测器问题,常规蒙特卡罗方法难以有效解决。基于自动重要抽样(AIS)方法,本文提出了小探测器自动重要抽样(SDAIS)方法,并针对小探测器问题,优化了AIS方法的虚粒子赌分裂算法。该方法在自主开发的蒙... 详细信息

反应堆屏蔽计算中经常出现厚屏蔽、小探测器问题,常规蒙特卡罗方法难以有效解决。基于自动重要抽样(AIS)方法,本文提出了小探测器自动重要抽样(SDAIS)方法,并针对小探测器问题,优化了AIS方法的虚粒子赌分裂算法。该方法在自主开发的蒙特卡罗屏蔽程序MCShield上进行了实现。使用NUREG/CR-6115 PWR基准题验证该方法的正确性和计算效率。结果表明,SDAIS方法可有效地解决厚屏蔽小探测器问题,相比AIS方法及传统的重要性方法,计算效率提升1~2个量级。

关键词：减方差厚屏蔽小探测器自动重要抽样

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