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中国物理学会2015年秋季会议

作者：甘延标许爱国张广财北华航天工业学院廊坊 065000 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 理论物理国家重点实验室(中科院理论物理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 理论物理国家重点实验室(中科院理论物理所) 北京 100190

通过在离散Boltzmann方程中引入外力项,构造了一个比热比和Prandtl数可调的高效、可压离散Boltzmann 模型(Discrete Boltzmann Method,DBM)。物理上该模型等效于可压Navier-Stokes模型外加一个描述热动非平衡效应的粗粒化模[1-5]。利用...

通过在离散Boltzmann方程中引入外力项,构造了一个比热比和Prandtl数可调的高效、可压离散Boltzmann 模型(Discrete Boltzmann Method,DBM)。物理上该模型等效于可压Navier-Stokes模型外加一个描述热动非平衡效应的粗粒化模[1-5]。利用该模型研究了Kelvin-Hemholtz不稳定性(Kelvin-Hemholtz instability,KHI)的粘性和热传导效应。

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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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基于子网格重构的高精度ADER格式

基于子网格重构的高精度ADER格式

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第十六届中国空气动力学物理气体动力学术交流会

作者：程军波 Toro E.F 江松唐维军北京应用物理与计算数学研究所北京计算物理国家重点实验室北京8009信箱16分箱意大利Trento大学应用数学实验室意大利Trento

2001 年,Toro 等人发展了ADER 格式[1]并用其计算常系数线性对流方程。在Toro 等人的ADER 格式中,WENO 重构方法被用来计算泰勒级数展开的首项及空间导数。对于r 阶ADER 格式,需要采用r-1 阶的WENO 多项式。对于WENO重构,如果网格足够均... 详细信息

2001 年,Toro 等人发展了ADER 格式[1]并用其计算常系数线性对流方程。在Toro 等人的ADER 格式中,WENO 重构方法被用来计算泰勒级数展开的首项及空间导数。对于r 阶ADER 格式,需要采用r-1 阶的WENO 多项式。对于WENO重构,如果网格足够均匀,物理量单调光滑,则r-1 阶多项式重构可达到2r-1阶的精度。这远远超过了ADER 格式的需要。比如,对于5、7 和9 阶ADER 格式,多项式重构精度最高可达到9 阶、13 阶和17 阶。这既增加了计算量,也导致出现非物理振荡。对于2r-1 阶ADER 格式,本文采用子网格WENO 方法来重构单元界面处的物理量及直到2r-2 阶的空间导数,且WENO 多项式的阶数为r-1 阶。这一方面极大减少了ADER 格式的计算量,还有效抑制了原格式的非物理振荡。一维和二维的数值计算表明,在同一网格条件下SADER 格式比原来的ADER 格式计算量大大减少,且有效抑制了非物理振荡。

关键词：子网格重构 ADER

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2021年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2021年第6期3卷 98-107页

作者：张云泉袁良袁国兴李希代中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

【目的】本文根据2021年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP 500平均Linpack性能... 详细信息

【目的】本文根据2021年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP 500平均Linpack性能高的局面,且TOP100的入门性能门槛仍然超过TOP 500。中国TOP100上的超级计算系统出现了新面孔,北龙超云公司的五台机器上榜。联想为系统数量冠军,联想、曙光和浪潮三强争霸的局面逐步演化为联想和浪潮的竞争。应用领域新增算力服务,充分反映当前发展趋势。【结论】本文根据二十届排行榜的性能数据,详细阐述了算力经济发展现状,并对未来中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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2020年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2020年第6期2卷 1-10页

作者：张云泉袁良袁国兴李希代中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

【目的】本文根据2020年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP500平均Linpack性能... 详细信息

【目的】本文根据2020年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP500平均Linpack性能高的局面,且TOP100的入门性能门槛仍然超过TOP500。中国TOP100上的超级计算系统出现了新面孔,Dell公司的一台机器上榜,打破了榜单连续两年全为国产超算系统的记录。联想为系统数量冠军,联想、曙光和浪潮三强争霸的局面继续保持。【结论】在此基础上,本文根据十九届排行榜的性能数据,对未来中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。根据新的数据,我们认为:峰值Exaflops的机器将在2021年到2022年间出现。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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2019年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2020年第1期2卷 18-26页

作者：张云泉袁良袁国兴李希代中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

【目的】本文根据2019年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP500平均Linpack性能... 详细信息

【目的】本文根据2019年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP500平均Linpack性能高的局面,且TOP100的入门性能门槛仍然超过TOP500。中国TOP100上的超级计算系统依然全部都是国产超算系统,曙光和联想并列为数量冠军,曙光、联想和浪潮三强争霸的局面继续保持和加强。【结论】在此基础上,本文根据十八届排行榜的性能数据,对未来中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。根据新的数据,我们认为:峰值Exaflops的机器将在2020年到2021年间出现;峰值10Exaflops的机器将在2022年到2023年间出现;峰值100Exaflops的机器将在2024年到2025年间出现。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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两相流系统的离散玻尔兹曼建模

两相流系统的离散玻尔兹曼建模

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中国核学会2015年学术年会

作者：许爱国张广财甘延标蔚喜军北京应用物理与计算数学研究所国家级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 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190 北华航天工业学院河北廊坊065000 北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088

本文借助离散玻尔兹曼方程构建液气二相流系统的非平衡相变模型.通过该模型,人们可以同时研究二相流系统的动力学非平衡与相变动理学过程中的热力学非平衡.讨论了测量系统热力学非平衡程度的方案以及研究结果对宏观流体建模的贡献.

关键词：液气二相流系统热力学非平衡相变模型离散玻尔兹曼方程

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2022年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2022年第6期4卷 3-12页

作者：张云泉袁良袁国兴李希代中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

【目的】本文根据2022年11月发布的中国高性能计算机TOP 100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP 100的入门性能门槛仍然超过TOP 500。中国TOP 100上的超级... 详细信息

【目的】本文根据2022年11月发布的中国高性能计算机TOP 100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。【结果】中国TOP 100的入门性能门槛仍然超过TOP 500。中国TOP 100上的超级计算系统冠军再次更新,其Linpack性能超过200 PFlops0联想为系统数量冠军,联想、曙光和浪潮三强争霸的局面逐步演化为联想和浪潮的竞争。算力服务这一应用领域的占比继续增长,充分反映当前算力经济发展趋势。【结论】本文根据二十一届排行榜的性能数据,详细阐述了算力经济发展现状,并对未来中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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铈高压相变的LDA+G方法研究

铈高压相变的LDA+G方法研究

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第十八届中国高压科学学术会议

作者：田明锋宋海峰戴希北京应用物理与计算数学研究所北京凝聚态物理国家重点实验室中国科学院物理研究所

LDA+G(LDA+Gutzwiller)方法是一种第一性原理强关联理论方法,由基于密度泛函理论的LDA近似与Gutzwiller变分法结合而成,该方法通过Gutzwiller变分法处理关联电子间的在位库伦作用,并对电子在不同格点间移动的动能进行重整化,从而能够较... 详细信息

关键词：高压相变 LDA+G

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铈相变的LDA+G方法研究

铈相变的LDA+G方法研究

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第十七届全国相图学术会议暨相图与材料设计国际研讨会

作者：田明锋宋海峰戴希北京应用物理与计算数学研究所北京凝聚态物理国家重点实验室中国科学院物理研究所

LDA+G(LDA+Gutzwiller)方法是一种第一性原理强关联理论方法,由基于密度泛函理论的LDA近似与Gutzwiller变分法结合而成,该方法通过Gutzwiller变分法处理关联电子间的在位库伦作用,并对电子在不同格点间移动的动能进行重整化,从而能够较准确的描述强关联材料中的关联效应。采用该方法研究了金属铈在高压下的热力学稳定相,得到铈在中等压强范围(5-13GPa)的稳定相为α″相(变形的体心四方结构),其它相包括α′相(α-U结构)、α相(面心立方结构)以及bct相(体心四方结构)都是亚稳相或者不稳定相,该结果与最近的实验符合,对于澄清铈在中等压强范围的稳定相问题,具有重要意义。采用LDA+G方法研究了铈的α-γ同构相变问题,结果表明铈α-γ相变在零温情形能够发生(相变压力为负),说明该相变不仅仅由熵增驱动,还有其他驱动机制。与一种平均场势方法结合将LDA+G方法推广到有限温度情形,包含电子熵和声子熵的贡献得到了铈在温度、压力作用下的吉布斯自由能,由此得到铈α-γ相变过程中的熵增,计算结果表明电子熵和声子熵都对相变具有重要的贡献。计算得到铈的状态方程和α、γ两相含温含压相图,结果与实验符合。

关键词：铈相变 LDA+G方法

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