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第十五届全国物理力学学术会议

作者：伍鲍吴凤超朱银波何安民吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 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

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时，将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来，这就是强冲击作用下的微喷射现象.本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8 GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程.研究...

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时，将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来，这就是强冲击作用下的微喷射现象.本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8 GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程.研究结果表明：不同加载波形对射流尖钉的速度几乎没有影响，然而对气泡速度产生显著的影响，三角波加载下，气泡仍然保持非零的相对速度，这与实验中观察到的现象一致;进一步地，我们统计了喷射物质总量随时间的演化，并和基于RM不稳定性的射流增长模型进行了比较，结果说明未熔化或者部分熔化的金属锡基体会明显抑制射流的进一步增长;最后，我们统计了喷射物质总量随压力峰值的变化关系，发现了在三角波加载下，喷射物质总量在较低的冲击压力下就会饱和.通过对卸载路径的分析，可以看到随着金属锡内部拉应力下降到零应力，其温度会快速上升，使得三角波加载下的金属锡在较低的压力下就可以发生熔化.

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三角波诱导下含沟槽金属铅动力学破坏的研究

三角波诱导下含沟槽金属铅动力学破坏的研究

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：王嘉楠吴凤超朱银波何安民王裴吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 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

激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程，以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构，我们观...

激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程，以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构，我们观察到了近表面范围内的明显的破坏现象。由于周期性沟槽的存在，固有的衰减波和反射波的叠加效应会导致自由面下产生明显的拉应力。因此，伴随着微射流的形成，金属铅近表面附近会发生复杂的破碎过程，包括横向的拉伸破坏以及杵体的形成。杵体的破坏方式与射流类似，破碎后形成的团簇的体积分布规律满足指数形式的分布关系。因此，基于格雷迪能量原理，我们可以通过射流和杵体间应变率的关系定量的描述他们形成的团簇特征体积的关系。

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解非对称鞍点问题的广义交替分裂预处理子的一个注记（英文）

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浙江大学学报（理学版） 2017年第2期44卷 168-173,190页

作者：张理涛谷同祥孟慧丽郑州航空工业管理学院理学院河南郑州450015 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007

最近,曹等提出了解非对称正定(1,1)-块鞍点问题的广义交替分裂预处理子.确立了一类参数交替分裂预处理子.针对新预处理鞍点矩阵,取得了一些有意义的性质,这与广义交替分裂预处理子有交集.

关键词：非对称鞍点问题参数化交替分裂收敛性预处理子特征值

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基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验

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计算物理 2017年第1期34卷 47-60页

作者：徐幼平程煜峰王斌郭红普业程锐中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京应用气象研究所中国科学院大学解放军78127部队北京应用物理和计算数学研究所

以自主研制的区域中尺度暴雨大气模式为研究对象,基于JASMIN并行编程框架,建立构件化、层次化的区域大气模式大规模高效并行程序,并针对典型天气实例,对模式并行计算程序的正确性、并行性能及高分辨率模拟效果进行验证.结果证明,基于JAS... 详细信息

以自主研制的区域中尺度暴雨大气模式为研究对象,基于JASMIN并行编程框架,建立构件化、层次化的区域大气模式大规模高效并行程序,并针对典型天气实例,对模式并行计算程序的正确性、并行性能及高分辨率模拟效果进行验证.结果证明,基于JASMIN框架的新模式程序与原串行模式具有很好的计算一致性,其不仅能保持原有模式良好的预报效果,且能显著提升模式大规模并行计算性能和可扩展性,在进一步提高模式分辨率后能得到更好的预报结果.

关键词： AREM模式 JASMIN框架并行计算二维剖分并行效率

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内爆加载金属界面不稳定性的数值分析

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爆炸与冲击 2016年第6期36卷 739-744页

作者：郝鹏程冯其京胡晓棉北京应用物理与计算数学研究所北京100094 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 中国工程物理研究院研究生部北京100088

采用自行研制的多介质弹塑性流体力学欧拉程序,对柱形内爆加载金属界面不稳定性进行了数值研究,数值模拟结果与文献实验数据吻合较好。数值结果表明:材料强度对界面不稳定性发展有不可忽略的抑制作用;材料屈服强度对较高模数不稳定性增... 详细信息

采用自行研制的多介质弹塑性流体力学欧拉程序,对柱形内爆加载金属界面不稳定性进行了数值研究,数值模拟结果与文献实验数据吻合较好。数值结果表明:材料强度对界面不稳定性发展有不可忽略的抑制作用;材料屈服强度对较高模数不稳定性增长的抑制较强,而剪切模量对不稳定性发展的影响相似但敏感性相对较弱;金属界面不稳定性增长存在最不稳定模数,最不稳定模数随屈服强度增加而减小,并近似与屈服强度的对数呈线性关系;随着壳的厚度减小,扰动增长加快。

关键词：流体力学界面不稳定性弹塑性内爆材料参数

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气体环境下射流演化破碎的分子动力学研究

气体环境下射流演化破碎的分子动力学研究

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：吴凤超李欣竹吴强王裴吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 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绵阳621900 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

强冲击条件下，金属表面初始扰动发生失稳，喷射出高速物质，形成微射流。金属射流演化过程的机理研究，特别是充气条件下射流的失稳破碎，是微喷研究的重要科学问题。本文采用分子动力学方法，研究了冲击加载下含表面缺陷金属锡的微射...

强冲击条件下，金属表面初始扰动发生失稳，喷射出高速物质，形成微射流。金属射流演化过程的机理研究，特别是充气条件下射流的失稳破碎，是微喷研究的重要科学问题。本文采用分子动力学方法，研究了冲击加载下含表面缺陷金属锡的微射流演化及在气体环境中的动态破碎过程。计算结果表明，充气环境下，微射流与气体有显著的相互作用，射流减速并激发气体激波，发生物质混合。此外，气体影响了射流失稳破碎的过程，改变了微喷射破碎后的颗粒尺寸分布。气体对射流的作用也随气体密度的增加而增强。

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嵌入式薄片模型在时域有限差分算法中的应用

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强激光与粒子束 2017年第12期29卷 43-47页

作者：孟雪松鲍献丰刘德赟周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境重点实验室四川绵阳621900 北京卫星制造厂北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可... 详细信息

将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可节省大量的计算资源。在这一模型中,薄片被等效为一段传输线,并用其频域的导纳矩阵代替。使用数字滤波器理论以及逆Z变换可将频域的导纳矩阵转换到时域,并将其嵌入到时域有限差分算法中。该嵌入式薄片模型被用来计算一单层碳纤维复合材料薄片的反射以及透射性能,并与其解析解进行对比,从而验证该模型的准确性、收敛性以及高效性。该模型被用来计算三种具有不同电参数的单层碳纤维复合材料薄片的屏蔽性能,以研究各电参数对其屏蔽性能的影响。

关键词：嵌入式薄片模型碳纤维复合材料屏蔽性能时域有限差分算法

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非对称冲击-卸载实验中纵波声速的特征线分析方法

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物理学报 2016年第11期65卷 176-181页

作者：潘昊吴子辉胡晓棉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 中国工程物理研究院研究生部北京100088

材料高压声速是获取材料在冲击下的剪切模量、强度和相变信息的重要物理量,对于研究材料在高速冲击下的行为非常重要.由于飞片、样品和窗口材料阻抗失配等因素,传统的声速分析方法无法对非对称冲击-卸载实验中单样品的窗口界面速度进行... 详细信息

材料高压声速是获取材料在冲击下的剪切模量、强度和相变信息的重要物理量,对于研究材料在高速冲击下的行为非常重要.由于飞片、样品和窗口材料阻抗失配等因素,传统的声速分析方法无法对非对称冲击-卸载实验中单样品的窗口界面速度进行准确的分析.本文在反向特征线方法的基础上,考虑了飞片与样品、样品和窗口界面的相互作用,建立了适合于仅含单一厚度样品的非对称冲击-卸载实验的特征线声速分析方法,通过对数值实验给出的速度剖面的分析表明,该方法能够较为准确地获得待测材料高压下的声速及卸载路径.

关键词：声速特征线方法冲击加载

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曲几何非平衡辐射扩散的渐近保持计算方法

曲几何非平衡辐射扩散的渐近保持计算方法

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2017年第九届全国青年计算物理学术会议

作者：崔霞沈智军袁光伟北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

渐近保持计算方法的研究对于采用统一格式高效高保真地模拟一些复杂多物理过程至关重要。我们发展了文献[1]和[2]关于平几何非平衡辐射扩散问题的时间离散、空间离散与全离散渐近保持计算方法的研究。基于含有Larsen限流扩散算子的两温... 详细信息

渐近保持计算方法的研究对于采用统一格式高效高保真地模拟一些复杂多物理过程至关重要。我们发展了文献[1]和[2]关于平几何非平衡辐射扩散问题的时间离散、空间离散与全离散渐近保持计算方法的研究。基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究曲几何(球对称和柱对称几何)下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散方法。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并

关键词：非平衡辐射全离散格式二阶精度

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稠密可压缩气粒两相流动中的等熵声速计算建模及物理规律

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物理学报 2016年第9期65卷 187-194页

作者：陈大伟王裴蔚喜军孙海权马东军北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100088

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有... 详细信息

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有的纯气体、稀疏气粒两相流情形的计算公式作为其特例,一方面验证了公式推导的正确性,另一方面说明新公式更具有通用性;分析了不同颗粒质量分数条件下的声速变化规律,相应结果与普朗特的理论分析符合,特别对于稠密气粒两相流动工况得到了一些新的物理认识;开展了颗粒间相互作用建模参数的物理分析,揭示了其对气粒两相流动声速的影响机理.本文取得的成果为稠密可压缩气粒两相流动研究以及相关工程应用提供理论支撑.

关键词：稠密气粒两相流可压缩流等熵声速计算建模

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