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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：舒正胡师林陈京北京应用物理与计算数学研究所北京 100088 中山大学量子工程与精密测量实验室(珠海校区) 珠海 519082 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中心北京 100084

我们利用基于B 样条、有限元DVR 机组和单中心方法下的含时Hartree-Fock 理论计算了CO2 分子在强激光场下的高次谐波谱。我们发现在高次谐波谱上的平台结构处存在两类不同的极小值结构：一类是由于双中心干涉和由于不同轨道(HOMO 和HOMO... 详细信息

我们利用基于B 样条、有限元DVR 机组和单中心方法下的含时Hartree-Fock 理论计算了CO2 分子在强激光场下的高次谐波谱。我们发现在高次谐波谱上的平台结构处存在两类不同的极小值结构：一类是由于双中心干涉和由于不同轨道(HOMO 和HOMO-2)之间的动力学干涉引起，这种干涉极小值结构在理论和实验上都已得到了很好的证实;另一类是由于强激光场下不同轨道之间的多电子屏蔽效应引起的极小值结构。

关键词： CO2 多电子屏蔽效应高次谐波

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复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动理学建模与模拟

复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动...

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第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议

作者：许爱国张广财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计算物理重点实验室北京100088

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本... 详细信息

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之间的区别与互补。宏观流动层面的非平衡(HNE,Hydrodynamic Non-Equilibrium)通常使用对应质量守恒、动量守恒和能量守恒的流体动力学方程组(Hydrodynamic equations)来描述。流体动力学模型的物理精度在很大程度上取决于本构关系的合理程度。非线性本构关系动理学机理的理解要求研究与宏观流动关系最密切的热动非平衡(TNE,Thermodynamic Non-Equilibrium)行为。

关键词：非平衡物理建模 Navier-Stokes方程 Boltzmann方程复杂物理场分析

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二维Lagrangian坐标系下可压气动方程组的间断Petrov-Galerkin方法（英文）

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计算物理 2017年第3期34卷 308-309页

作者：赵国忠蔚喜军郭怀民包头师范学院数学科学学院包头014030 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

构造矩形网格下求解Lagrangian坐标系下气动方程组的单元中心型格式.空间离散采用控制体积间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用二阶TVD Runge-Kutta方法.利用限制器来抑制非物理震荡并保证RKCV算法的稳定性.构造的算法可以保证物理量... 详细信息

构造矩形网格下求解Lagrangian坐标系下气动方程组的单元中心型格式.空间离散采用控制体积间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用二阶TVD Runge-Kutta方法.利用限制器来抑制非物理震荡并保证RKCV算法的稳定性.构造的算法可以保证物理量的局部守恒.与Runge-Kutta间断Galerkin(RKDG)方法相比较,RKCV方法的计算公式少一项积分项使得计算较简单.给出一些数值算例验证了算法的可靠性及效率.

关键词：可压缩气动方程组 RKCV间断有限元方法 Lagrangian坐标系

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冲击载荷下TATB晶体滑移和各向异性的分子动力学研究

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物理化学学报 2017年第5期33卷 949-959页

作者：周婷婷宋华杰黄风雷北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结... 详细信息

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结果表明,各冲击方向下可能被激发的滑移系均在{001}面,而其它滑移系均因很大的剪切阻力不容易被激发,这与TATB晶体沿c轴的层状结构和平面分子结构相符。预测了七个冲击方向下最容易被激发的滑移系,分别为(101)/{001}<100>、(111)/{001}<010>、(011)/{001}<010>、(110)/{001}<010>、(010)/{001}<110>、(100)/{001}<120>和(001)/{001}<010>。TATB晶体的冲击响应具有各向异性,动力学过程中体系的应力、能量、温度和化学反应都依赖于冲击方向。对垂直于(100)和(001)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的剪切阻力较高、持续时间较长,使得能量和温度较快升高,化学反应较容易发生;对垂直于(101)和(111)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的阻力较小且出现次数少,使得能量和温度缓慢升高,化学反应不易发生;对其余冲击方向,体系的响应居中。据此评价了7个冲击方向的相对敏感程度:(101)、(111)<(011)、(110)、(010)<(100)、(001)。本研究有助于在微观层次深入认识动载荷下TATB的响应机制、结构与性能的关系,为高能低感炸药的设计和研制提供理论参考。

关键词： TATB 冲击滑移各向异性 ReaxFF 分子动力学

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从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

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中国交叉科学学会第17届学术年会

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 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计算物理国家重点实验室北京 100088

本文概述我们课题组近十年来在非平衡流动物理建模与模拟方面的思考与进展。

关键词：

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辐射输运与电子能量强耦合源项的一种高效计算方法

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计算物理 2017年第3期34卷 253-261页

作者：李若李蔚明宋鹏北京大学数学科学学院科学与工程计算系北京100871 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

本文研究辐射输运和电子能量耦合方程组的数值方法.在具有光性厚特征的应用问题中,这两类方程的耦合源项表现出强刚性,使得设计稳健高效的数值格式陷入困难.针对辐射输运多群模型和电子能量的耦合方程组的刚性源项,我们给出一种基于电... 详细信息

本文研究辐射输运和电子能量耦合方程组的数值方法.在具有光性厚特征的应用问题中,这两类方程的耦合源项表现出强刚性,使得设计稳健高效的数值格式陷入困难.针对辐射输运多群模型和电子能量的耦合方程组的刚性源项,我们给出一种基于电子温度变化规律拟设(ansatz)的积分算法,其时间步长不受刚性源项限制,从而使得计算效率比传统显式方法或隐式非线性迭代获得本质的提高.在所基于的拟设有效时,算法确保给出具有物理意义的解,数值算例显示其给出的解具有较高的精确度.

关键词：辐射输运多群模型耦合刚性源项

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DG方法求解可压缩气固两相流动

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计算物理 2017年第6期34卷 631-640页

作者：段茂昌蔚喜军陈大伟黄朝宝安娜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计算物理实验室北京100088 山东师范大学数学与统计学院山东济南250014

给出求解双向耦合可压缩气固两相流的间断有限元方法,对所得到的气固两相流方程组不需要采用分裂的方法离散,对气相、颗粒相方程及其对流部分和源项可以统一处理,两相都采用基于近似Riemann解的数值通量.数值模拟低压含尘激波管内的两... 详细信息

给出求解双向耦合可压缩气固两相流的间断有限元方法,对所得到的气固两相流方程组不需要采用分裂的方法离散,对气相、颗粒相方程及其对流部分和源项可以统一处理,两相都采用基于近似Riemann解的数值通量.数值模拟低压含尘激波管内的两相非平衡流动,并与平衡流、冻结流的结果进行比较.分析颗粒相的存在对气体运动的影响,及激波后松弛区域内两相间相互作用规律.发现颗粒质量比决定两相平衡后的最终状态,而颗粒直径决定两相流从非平衡到平衡的过渡过程,即不同尺寸颗粒对应的驰豫时间、松弛距离不同.结果表明:本文提出的计算方法对求解可压缩气固两相流是可行的,为研究复杂的气固两相流动问题奠定了基础.

关键词：间断有限元稀疏气粒两相流可压缩气固两相流含尘气体激波管松弛效应

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RM不稳定性系统及与RT不稳定性共存系统的DBM研究

RM不稳定性系统及与RT不稳定性共存系统的DBM研究

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中国交叉科学学会第17届学术年会

作者：陈锋许爱国张广财山东交通学院航空学院济南 250357 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

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少周期飞秒激光场下Ne原子的非顺序双电离

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中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第3期47卷 56-63页

作者：全威肖智磊陈永菊许松坡赖炫扬华林强龚成陈京柳晓军中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100080 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文实验测量了少周期飞秒激光场下惰性气体Ne原子非顺序双电离引起的Ne^(2+)离子动量分布,发现该分布强烈依赖于激光场的载波-包络相位(Carrier-Envelope Phase,CEP),在某些CEP条件下呈现出明显不对称的双峰结构.半经典理论计算可以定... 详细信息

本文实验测量了少周期飞秒激光场下惰性气体Ne原子非顺序双电离引起的Ne^(2+)离子动量分布,发现该分布强烈依赖于激光场的载波-包络相位(Carrier-Envelope Phase,CEP),在某些CEP条件下呈现出明显不对称的双峰结构.半经典理论计算可以定性地重现实验结果.理论分析表明,二价离子的不对称动量分布来自于非顺序双电离过程中碰撞直接电离(Recollision-Impact-Ionization,RII)与碰撞-激发电离(Recollision-Excitation and Subsequent Ionization,RESI)两个通道的贡献,其中不对称双峰结构来自于RII通道,而RESI通道影响的是低动量部分,导致双峰结构变平.RII通道中产生的Ne^(2+)离子动量分布对CEP有较强的依赖性,而RESI通道中Ne^(2+)离子动量分布随CEP的变化不明显.进一步的计算表明,离子实库仑势在非顺序双电离过程中起到非常重要的作用,它将引起RESI通道产量增大.

关键词：少周期飞秒激光场惰性气体原子载波.包络相位非顺序双电离

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Nd:YAG平面波导激光放大器效率的影响因素

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中国激光 2017年第12期44卷 39-44页

作者：王君涛汪丹苏华周唐建徐浏吴振海雷军吕文强陈月健童立新胡浩高清松中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

以Nd:YAG平面波导为激光放大器增益介质,研究了1064nm激光在放大过程中光光效率的影响因素;采用基于棒状Nd:YAG的1064nm自由运转振荡器为种子源,放大器抽运源为808nm半导体激光器阵列,抽运光脉宽与种子光脉宽相同且同步输出;Nd:YAG平面... 详细信息

以Nd:YAG平面波导为激光放大器增益介质,研究了1064nm激光在放大过程中光光效率的影响因素;采用基于棒状Nd:YAG的1064nm自由运转振荡器为种子源,放大器抽运源为808nm半导体激光器阵列,抽运光脉宽与种子光脉宽相同且同步输出;Nd:YAG平面波导的尺寸为60mm×10mm×1mm,芯层厚度为100μm。对比研究了种子光能量、抽运能量和抽运方向对激光放大效率的影响。结果表明,当注入种子光能量为10mJ时,实现了100Hz脉冲重复频率下最大能量为713mJ的准连续激光输出,此时的抽运能量为1478mJ,对应的光光效率为47.6%。

关键词：激光器激光放大器平面波导放大效率端面抽运

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