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第二十二届全国激光学术会议

作者：苏华陈小明王小军徐浏孙殷宏胡浩周唐建高清松唐淳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高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳 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 中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳四川 621900

具有高量子效率的掺Yb固体激光介质在实现高功率激光输出方面具有优势，但是其特殊的准三能级结构对泵浦亮度、激光亮度和工作温度都有较高要求。目前在室温下能够实现高功率输出的主要是基于薄片构型的谐振腔式Yb：YAG激光器，其效率...

具有高量子效率的掺Yb固体激光介质在实现高功率激光输出方面具有优势，但是其特殊的准三能级结构对泵浦亮度、激光亮度和工作温度都有较高要求。目前在室温下能够实现高功率输出的主要是基于薄片构型的谐振腔式Yb：YAG激光器，其效率提升主要受限于放大自发辐射(ASE)引起的阈值提高，同时腔内激光振荡与热过程的耦合相互作用使得需借助于复杂的腔内相差校正技术以实现高光束质量激光输出。

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有界区域Weyl规范下具有周期间断系数Maxwell-Dirac系统多尺度算法

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数值计算与计算机应用 2019年第2期40卷 111-129页

作者：付姚姚曹礼群马楚鹏中国科学院大学北京100190 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室国家数学与交叉科学中心北京100190 香港理工大学应用数学系香港999077

Maxwell-Dirac系统及修正形式在拓扑绝缘体、石墨烯、超导等材料中有着十分广泛的应用,本文针对有界区域Weyl规范下具有周期间断系数Maxwell-Dirac系统,提出了该系统解的多尺度渐近展开式,结合时间分裂谱和自适应棱单元方法,发展了一类... 详细信息

Maxwell-Dirac系统及修正形式在拓扑绝缘体、石墨烯、超导等材料中有着十分广泛的应用,本文针对有界区域Weyl规范下具有周期间断系数Maxwell-Dirac系统,提出了该系统解的多尺度渐近展开式,结合时间分裂谱和自适应棱单元方法,发展了一类新型高效算法.数值计算结果表明该算法在处理上述时-空多尺度问题时十分有效.

关键词： Maxwell-Dirac系统均匀化多尺度渐近展开式时间分裂谱方法自适应棱单元方法

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谐振腔中的放大自发辐射:理论与实验

谐振腔中的放大自发辐射:理论与实验

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：苏华王小军于益尚建力唐淳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621999 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高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999

发展了一套描述谐振腔中放大自发辐射(ASE)与主激光竞争过程的耦合模型,并开展了相关实验对模型进行校验.在ASE模型中针对任意增益分布,采用镜面成像技术细致考查了ASE光线在介质边界处的反射.研究表明,激光输出效率的降低不仅取决于介... 详细信息

发展了一套描述谐振腔中放大自发辐射(ASE)与主激光竞争过程的耦合模型,并开展了相关实验对模型进行校验.在ASE模型中针对任意增益分布,采用镜面成像技术细致考查了ASE光线在介质边界处的反射.研究表明,激光输出效率的降低不仅取决于介质口径D与ASE自持增益gs的乘积,还与介质内的增益分布相关.后者由泵浦口径和激光通光口径共同决定.进一步研究发现,ASE效应会通过提高光腔起振阈值来降低激光器的光光效率,而不会影响斜率效率.在薄片激光器中,ASE效应可以忽略的判据与薄片构型密切相关:对于采用覆盖ASE吸收包边的薄片,要求gtD＜2.0;对于侧边打毛的薄片,要求gtD＜0.55;若将ASE的有效放大路径减小一半,则要求gtD＜0.8.

关键词：薄片激光器放大自发辐射理论谐振腔镜面成像技术

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高效率高平均功率的Nd:YAG平面波导激光器

高效率高平均功率的Nd:YAG平面波导激光器

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第二十二届全国激光学术会议

作者：王君涛陈月健吴振海周唐建徐浏汪丹童立新苏华王小军高清松唐淳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 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

报道了一个准连续的Nd：YAG单包层平面波导激光放大器,在脉冲重复频率100Hz时,输出能量为944mJ,光光效率52％,这是目前已经报道的Nd：YAG平面波导激光放大器中的最高效率和最大能量.平面波导的尺寸为59mm(长)×10mm(宽)×1mm(...

报道了一个准连续的Nd：YAG单包层平面波导激光放大器,在脉冲重复频率100Hz时,输出能量为944mJ,光光效率52％,这是目前已经报道的Nd：YAG平面波导激光放大器中的最高效率和最大能量.平面波导的尺寸为59mm(长)×10mm(宽)×1mm(厚),中心的50 mm×10 mm×100μm 为掺杂浓度 1.5at.％的增益区.

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预热烧蚀瑞利–泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制

预热烧蚀瑞利–泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制

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中国物理学会2012年秋季学术会议

作者：王立锋叶文华李英俊贺贤土北京大学应用物理与技术研究中心北京100871 北京大学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北京100088 中国矿业大学(北京)理学院北京100083

针对惯性约束聚变以及天体物理射流的理论研究和实际应用,从理论和数值模拟两方面对预热烧蚀 Rayleigh-Taylor (RT) 不稳定性射流状尖钉 (Spike) 的形成过程和物理机制开展重点研究.通过推广已有的理论,发展了 RT 和 Kelvin-Helmholtz (... 详细信息

针对惯性约束聚变以及天体物理射流的理论研究和实际应用,从理论和数值模拟两方面对预热烧蚀 Rayleigh-Taylor (RT) 不稳定性射流状尖钉 (Spike) 的形成过程和物理机制开展重点研究.通过推广已有的理论,发展了 RT 和 Kelvin-Helmholtz (KH) 不稳性界面连续分布线性模型和界面间断分布弱非线性模型;利用开发的高精度数值模拟程序,研究了烧蚀流体和纯流体中 RT 和 KH 不稳定性的弱非线性模耦合和非线性演化.

关键词：高能量密度预热烧蚀瑞利-泰勒不稳定性射流状尖钉

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原子在IR+XUV双色激光场中的电离

原子在IR+XUV双色激光场中的电离

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第十七届全国原子与分子物理学术会议

作者：张奎陈京傅盘铭严宗朝王兵兵中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京100190 北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 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 中国科学院冷原子物理中心武汉430071 Department of Physics University of

利用基于非微扰量子电动力学的频域理论方法[1],我们计算了IR+XUV双色强激光场中Xe原子的光电子能谱,观察到由直接ATI电离过程产生的多平台结构.经由通道分析,我们发现两个激光场在整个电离过程中起不同的作用:XUV激光场决定了平台的电...

利用基于非微扰量子电动力学的频域理论方法[1],我们计算了IR+XUV双色强激光场中Xe原子的光电子能谱,观察到由直接ATI电离过程产生的多平台结构.经由通道分析,我们发现两个激光场在整个电离过程中起不同的作用:XUV激光场决定了平台的电离几率,而IR激光场决定了平台的宽度及其能量截止位置.

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超高面板堆石坝面板挤压破损机制探讨及热-力强耦合非线性接触数值模拟

超高面板堆石坝面板挤压破损机制探讨及热-力强耦合非线性接触数...

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创新时代的水库大坝安全和生态保护——中国大坝工程学会2017学术年会

作者：周墨臻王景焘李杨王杰张丙印田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

近年来,国内外一批超高面板堆石坝在建成蓄水后集中出现了面板沿纵缝的挤压破损现象。工程实践经验表明,面板的挤压破损已经逐渐成为影响高面板堆石坝安全的关键问题。深入研究该问题的发生机制及防治措施,尤其是发展相应的数值模拟方法... 详细信息

近年来,国内外一批超高面板堆石坝在建成蓄水后集中出现了面板沿纵缝的挤压破损现象。工程实践经验表明,面板的挤压破损已经逐渐成为影响高面板堆石坝安全的关键问题。深入研究该问题的发生机制及防治措施,尤其是发展相应的数值模拟方法,对于指导后续同类型工程的设计、施工及安全评价等方面具有重要意义。本文总结分析了多座面板坝工程中发生的面板挤压破损现象及特征,揭示了非线性接触效应可能起到的重要作用。基于对偶mortar元,发展了一套可合理模拟接触界面非连续变形以及处理非协调网格界面的非线性接触计算方法,克服了常用的接触面单元方法难以合理模拟较大非连续变形的不足,避免了罚函数法的矩阵病态问题及Lagrange乘子法的鞍点问题。针对面板纵缝这类细长型接触界面,提出了混合切向接触约束方法,避免了算法发散现象。针对使用软填缝料填充纵缝的情形,完成了轴向挤压试验,提出了软缝挤压模型,发展了基于摄动Lagrange乘子法的软缝接触计算方法。在高性能计算力学共性层PANDAola的软件架构体系内,实现了可模拟复杂多体系统三维大滑移摩擦接触问题的并行计算模块,发展了可考虑施工蓄水、土体本构（含流变）、混凝土温度膨胀效应等的土石坝数值模拟软件模块。针对天生桥一级面板堆石坝,开展了包括热-力强耦合以及非线性接触分析等复杂力学过程的大规模并行数值模拟,揭示了面板转动挤压效应和夏季高温是导致发生挤压破损的重要原因,同时表明面板软缝处理措施可具有较好的防治效果。

关键词：对偶mortar 非线性接触热-力强耦合大规模并行面板挤压破损面板堆石坝

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PIN限幅器电磁脉冲效应数值模拟与验证

PIN限幅器电磁脉冲效应数值模拟与验证

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第九届全国高功率微波会议

作者：赵振国周海京马弘舸赵强钟龙权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复杂电磁环境实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院应用电子研究所高功率微波技术重点实验室四川绵阳 621900 中国工程物理研究院复杂电磁环境实验室四川绵阳 621900

基于电磁脉冲对半导体器件效应的电-热多物理场模型,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN限幅器电磁脉冲效应数值模型,研究了不同峰值功率的电磁脉冲作用下限幅器的输入/输出特性,以及大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的关... 详细信息

基于电磁脉冲对半导体器件效应的电-热多物理场模型,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN限幅器电磁脉冲效应数值模型,研究了不同峰值功率的电磁脉冲作用下限幅器的输入/输出特性,以及大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的关系.模拟与实验结果表明:基于器件热效应影响载流子输运过程的电-热多物理模场型,模拟限幅器在大功率电磁脉冲注入下输入/输出功率的结果与实验结果吻合较好;模拟大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的关系式,与Wunsch-Bell半经验关系式符合较好.

关键词： PIN限幅器电磁脉冲数值模拟多物理模场型

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子空间扩展算法及其应用

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数值计算与计算机应用 2020年第3期41卷 169-191页

作者：谢和虎中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所国家数学与交叉科学中心科学与工程计算国家重点实验室北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049

科学研究与工程实际中存在着大量的非线性偏微分方程,这使得非线性方程的求解变得越来越重要.本综述论文利用定义在粗网格上的有限元空间来重建任意有限元函数的Aubin-Nitsche技巧的误差估计.然后介绍如何利用这种对Aubin-Nitsche技巧... 详细信息

科学研究与工程实际中存在着大量的非线性偏微分方程,这使得非线性方程的求解变得越来越重要.本综述论文利用定义在粗网格上的有限元空间来重建任意有限元函数的Aubin-Nitsche技巧的误差估计.然后介绍如何利用这种对Aubin-Nitsche技巧的新视角来设计求解半线性椭圆方程和特征值问题的扩展子空间算法,同时给出相应的收敛性分析和计算量估计.特别地,当求解多项式形式的非线性方程和特征值问题的时候,扩展子空间算法的渐进计算量可以达到最优.本文的论述表明扩展子空间算法是一种用来设计求解非线性方程快速算法的框架,可以应用于更广泛的非线性方程的求解,同时也可以结合各种高效的线性解法器来提高非线性方程的求解效率.

关键词：扩展子空间算法有限元方法半线性椭圆方程特征值问题渐近计算量绝对最优

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槽道湍流中的结构分类

槽道湍流中的结构分类

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中国第一届近代空气动力学与气动热力学会议

作者：曹玉会陈军郝鹏程佘振苏湍流与复杂系统国家重点实验室(北京大学) 北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 湍流与复杂系统国家重点实验室(北京大学) 北京100871 加州大学洛杉矶分校数学系美国加州90095

湍流场中存在丰富的流动结构并体现在湍流边界层中.对这些流动结构的深刻理解有利于湍流计算模式的建立,为更有效地对流动施加控制提供信息.本文介绍了一种新的结构分类方法.该方法将湍流场中二维平面上的脉动结构归为五大类脉动结构,... 详细信息

湍流场中存在丰富的流动结构并体现在湍流边界层中.对这些流动结构的深刻理解有利于湍流计算模式的建立,为更有效地对流动施加控制提供信息.本文介绍了一种新的结构分类方法.该方法将湍流场中二维平面上的脉动结构归为五大类脉动结构,分别为"流向结构","展向结构","鞍点结构","正间歇结构"和"负间歇结构".应用此方法对槽道湍流的数值模拟结果的分析,再现了离壁面不同距离的平面上湍流结构的变化.根据各类结构空间分布的统计结果,我们对不同区域内条带的长度进行了估算,得到了条带结构的空间尺度随空间位置的变化趋势.

关键词：槽道湍流结构分类条带结构流向结构间歇结构数值模拟

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