检索结果-内蒙古大学图书馆

空气动力学学报 2021年第1期39卷 138-156页

作者：李妍慧陈琮巍任玉新孙振生王秋菊清华大学航天航空学院北京100084 火箭军工程大学西安710025 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

本文综述了我们在高精度有限差分格式的色散优化和耗散控制方面的研究进展。首先,我们提出了半离散有限差分格式色散和耗散相互独立的充分条件,实现了差分格式色散和耗散特性的独立调节。在此基础上,提出了色散最小、耗散可控的高精度... 详细信息

本文综述了我们在高精度有限差分格式的色散优化和耗散控制方面的研究进展。首先,我们提出了半离散有限差分格式色散和耗散相互独立的充分条件,实现了差分格式色散和耗散特性的独立调节。在此基础上,提出了色散最小、耗散可控的高精度差分格式,称为MDCD格式。MDCD格式已经得到了广泛应用,取得了很好的计算效果,但其主要缺点是耗散的调节依赖于经验。为了解决这一问题,我们进一步提出耗散的自适应调节方法。具有自适应耗散特性的高精度有限差分格式的基本特征是,差分格式的耗散能够随解的局部尺度自适应调节。为了构造这类格式,我们提出了一种新型的尺度识别器,它能够以等效无量纲波数的形式来定量衡量数值解的局部长度尺度。在此基础上,设计差分格式耗散参数与尺度识别器得到的等效无量纲波数之间的关系,从而构造了一类色散最小、耗散自适应的差分格式,称为MDAD格式。为了计算含有间断的问题,同时保持在光滑区的良好耗散特性,我们利用尺度识别器对一种经典的激波探测器进行改进,提出了一种新的激波探测器,并将自适应耗散格式与对应的WENO格式相混合,得到自适应耗散混合格式。近似色散关系显示该混合格式兼具高分辨率和鲁棒性。多个含间断流场的标准算例测试结果显示,自适应耗散混合格式具有良好的分辨率和激波捕捉能力。

关键词：自适应耗散格式低色散格式混合格式尺度识别器激波探测器

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一种高效能评估材料晶格热导率的方法

一种高效能评估材料晶格热导率的方法

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作者：李金山王毅张颖高兴誉唐斌王军寇宏超宋海峰 401120 重庆市渝北区两江大道618号

本发明涉及一种高效能评估材料晶格热导率的方法，包括：读取第一性原理计算得到的结构文件和能量文件获得其亥姆霍兹自由能，并对其求导获得一系列热物性参量：热容、体积模量等。之后计算对应材料的5种Grüneisen参量，同时根据... 详细信息

标准号: CN116401877A

本发明涉及一种高效能评估材料晶格热导率的方法，包括：读取第一性原理计算得到的结构文件和能量文件获得其亥姆霍兹自由能，并对其求导获得一系列热物性参量：热容、体积模量等。之后计算对应材料的5种Grüneisen参量，同时根据实验值选取泊松比的4种近似值来修正德拜模型，最后将5个Grüneisen参量代入4个不同的德拜模型关系式获得20种不同组合的德拜温度。通过将这20种德拜温度和5种Grüneisen参量代入Slack模型求解材料的理论热导率，利用现有实验值对不同的组合值进行筛选和判断、筛选出最优组合，最后引入孔隙率对理论晶格热导率进行修正，得到有效的实际晶格热导率，实现材料晶格热导率的高效、准确、快速的评估。

关键词：参量晶格热导率热导率读取筛选修正第一性原理材料晶格结构文件模型求解评估材料体积模量文件获得最优组合泊松比高效能孔隙率热物性自由能求导热容引入评估

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拐角空间中悬浮铝粉尘爆轰后效的三维数值模拟

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计算物理 2020年第1期37卷 37-45页

作者：岳军政董贺飞洪滔北京应用物理与计算数学研究所北京100094

建立三维的铝粉-空气两相爆轰计算模型,采用时-空守恒元解元(CE/SE)方法求解,并开发了悬浮铝粉尘爆轰的三维数值模拟程序.基于消息传递接口(MPI)技术实现了程序的并行化设计.通过对激波管问题以及爆轰管中铝粉-空气两相爆轰实验的模拟... 详细信息

建立三维的铝粉-空气两相爆轰计算模型,采用时-空守恒元解元(CE/SE)方法求解,并开发了悬浮铝粉尘爆轰的三维数值模拟程序.基于消息传递接口(MPI)技术实现了程序的并行化设计.通过对激波管问题以及爆轰管中铝粉-空气两相爆轰实验的模拟验证程序的可靠性.对拐角空间中左侧浓度为368 g·m-3的铝粉-空气混合物两相爆轰及其在拐角空间右侧和下方空气域内形成的冲击波和温压效应开展数值模拟,获得复杂空间内爆轰波或冲击波的传播、反射以及绕射过程.结果表明:两相爆轰在离铝粉尘区域2 m远的空气域内产生的后效冲击波能达到2.66 MPa的固壁反射压力,火球燃烧范围会超出初始铝粉尘区域约0.8 m,并且造成初始铝粉尘区域附近1.5 m范围内空气的温度高达1600 K.模拟程序可用于铝粉尘爆轰的后效研究,对工业安全及其防护具有指导意义.

关键词：铝粉尘两相爆轰三维程序开发爆轰后效

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非线性Schr?dinger方程几类孤立子解：局部间断Petrov-Galerkin方法（英文）

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计算物理 2022年第6期 641-650页

作者：赵国忠蔚喜军董自明郭虹平郭鹏云李姝敏包头师范学院数学科学学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

构造一类求解非线性薛定谔方程的局部间断Petrov-Galerkin方法。利用构造的方法模拟几种类型的孤立子并讨论与孤立子密切相关的一些现象，包括孤立子的传播与碰撞，动孤立子和驻孤立子的生成，N孤立子的有界态。该方法可以模拟孤立子相... 详细信息

构造一类求解非线性薛定谔方程的局部间断Petrov-Galerkin方法。利用构造的方法模拟几种类型的孤立子并讨论与孤立子密切相关的一些现象，包括孤立子的传播与碰撞，动孤立子和驻孤立子的生成，N孤立子的有界态。该方法可以模拟孤立子相关现象中一些复杂结构。数值实验表明该方法具有高阶精度且可以达到最优收敛阶。局部间断Petrov-Galerkin方法的计算效率与局部间断Galerkin方法相当，但计算公式简单。

关键词：局部间断Petrov-Galerkin方法非线性薛定谔方程孤立子 N孤立子的有界态

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六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统

六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统

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作者：蓝可曹辉陈耀桦 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明实施例中公开了一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。其中，方法包括：采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、以及缩孔区等离子体随时间及频率演化的辐射能流信息；并且获取随时间及频... 详细信息

标准号: CN113284635B

本发明实施例中公开了一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。其中，方法包括：采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、以及缩孔区等离子体随时间及频率演化的辐射能流信息；并且获取随时间及频率演化的光斑形貌、光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息，以及非光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息；基于上述信息计算出六孔球腔内虚拟靶丸所感受到的随时间及频率演化的辐射能流信息和辐照不均匀度，并计算出加了靶丸后球腔中的辐射能流与不加靶丸之前球腔中的辐射能流之比，进而得到六孔球腔中点火靶丸所感受的辐射驱动源。本发明实施例中的技术方案能够确定针对六孔球腔内点火靶丸的辐射驱动源。

关键词：球腔辐射能流靶丸驱动源点火靶光斑区缩孔等离子体辐照不均匀度光斑形貌激光注入信息计算虚拟

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钚氧化物中氢行为的第一性原理研究

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计算物理 2020年第5期37卷 595-602页

作者：张乐孙博宋海峰北京应用物理与计算数学研究所北京100094

通过第一性原理计算和原子级热力学方法,系统研究H、H2在PuO2和α-Pu2O3中的吸附、扩散和溶解行为.研究发现:氢的上述行为均是吸热过程,但在α-Pu2O3与PuO2中有显著不同:在α-Pu2O3中H可自发聚合成H2,但在PuO2中H难再聚合;在α-Pu2O3中H... 详细信息

通过第一性原理计算和原子级热力学方法,系统研究H、H2在PuO2和α-Pu2O3中的吸附、扩散和溶解行为.研究发现:氢的上述行为均是吸热过程,但在α-Pu2O3与PuO2中有显著不同:在α-Pu2O3中H可自发聚合成H2,但在PuO2中H难再聚合;在α-Pu2O3中H、H2均能扩散,通常H会聚合成H2再扩散,在PuO2中H2解离后才能扩散,且PuO2中H沿高势能面的扩散比α-Pu2O3中H2扩散更容易;在氢压、温度驱动下,氢在α-Pu2O3中存在H2溶解到H+H2混合溶解机制的转变,平衡气压PH2远小于H在PuO2中溶解的情况.基于此,给出PuO2和α-Pu2O3中氢行为的微观图像和PuO2的阻氢微观机制:PuO2表面限制H2解离、渗透,PuO2块体限制H的溶解,但不阻止H扩散.结合钚氧化层表面氢行为研究获得了钚氢化孕育期的微观机制,为孕育期全过程理论建模提供依据.

关键词：钚氢化钚氧化物氢扩散和溶解第一性原理

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饱和Maxwell流体孔隙介质波传播模型研究

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地球物理学进展 2021年第5期36卷 2053-2061页

作者：刘文山巴晶熊繁升河海大学地球科学与工程学院南京211100 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

岩石中的弹性波传播特性研究一直是地球物理学研究中的基础科学问题和难点.Biot理论的提出为流固双相介质理论奠定了基础.Biot理论中假设固相、液相的本构关系是线弹性的.而当实际储层中含高黏度的流体时,流体往往表现出一定的非牛顿流... 详细信息

岩石中的弹性波传播特性研究一直是地球物理学研究中的基础科学问题和难点.Biot理论的提出为流固双相介质理论奠定了基础.Biot理论中假设固相、液相的本构关系是线弹性的.而当实际储层中含高黏度的流体时,流体往往表现出一定的非牛顿流体性质.本文主要针对含高黏度流体的孔隙介质,在Biot理论模型中引入线性黏弹性的Maxwell流体本构方程.要通过动态黏度入手,表征非牛顿流体的特性,改进并给出了含高黏度孔隙流体介质的模型.通过数值模拟分析了所提出的模型的特性,并分析了初始黏度和孔隙度参数对模型数值分析结果的影响.最后选取超声波实验数据验证了模型的适用性,结果表明该理论模型的预测结果可较好地反映含高黏度流体孔隙介质的波传播特性.

关键词： Maxwell型流体动态黏度非牛顿流体弹性波传播孔隙介质

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电子束长程传输中离子通道的振荡特性研究

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强激光与粒子束 2021年第9期33卷 77-83页

作者：薛碧曦郝建红赵强张芳范杰清董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时... 详细信息

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。

关键词：离子通道等离子体环境长程传输 PIC模拟相对论电子束

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减反膜对单晶硅太阳能电池性能的影响分析

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 141-146页

作者：孙洪伟郝建红赵强范杰清张芳董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手... 详细信息

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手段。以提高电池效率为目标,对单晶硅太阳能电池的掺杂浓度和扩散长度等微观参数进行计算优化,分析了掺杂浓度和扩散长度变化对电池效率的影响。并在此基础上分析了不同类型的减反膜对于电池效率的影响,给出了最佳减反膜材料及其膜系厚度,并且结合镀膜后电池量子效率的变化验证了其准确性。结果表明,在优化电池掺杂浓度和扩散长度的基础上,选择合适的减反膜,电池效率最高可达20.35%,相比于优化前提高了8.25%。

关键词：减反膜硅太阳能电池光电转换效率等效电路模型

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面向SW26010P的异形矩阵乘法众核并行优化技术研究

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计算机工程与应用 2025年第6期61卷 150-163页

作者：胡怡陈道琨杨超北京大学数学科学学院北京100871 北京大学长沙计算与数字经济研究院先进计算研究中心长沙410205 中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190

矩阵乘法广泛应用于科学与工程计算领域,是基础线性代数库中的关键优化对象。随着人工神经网络、计算流体力学等领域的快速发展,异形(irregular-shaped)矩阵乘法正在迅速引起关注。研究集中在针对国产新一代神威超级计算机采用的SW26010... 详细信息

矩阵乘法广泛应用于科学与工程计算领域,是基础线性代数库中的关键优化对象。随着人工神经网络、计算流体力学等领域的快速发展,异形(irregular-shaped)矩阵乘法正在迅速引起关注。研究集中在针对国产新一代神威超级计算机采用的SW26010P众核处理器,探讨异形矩阵乘法的众核并行优化技术。具体而言,结合SW26010P的硬件特性和异形矩阵的数据布局,设计了多样化任务划分映射的并行算法,提高直接内存访问(direct memory access,DMA)访存带宽利用率。结合SW26010P的硬件流水线和向量化访存/计算指令,抽象运算中涉及的计算类型进行底层汇编优化,提高了计算效率。提出了远程内存访问(remote memory access,RMA)点对点机制下的数据共享策略,降低数据访存和传输开销,并提出了嵌套双缓冲技术进一步提高异形矩阵乘法的性能。此外,针对不同种类异形矩阵乘法行实现时面临的分块参数适配问题,基于SW26010P众核处理器进行实验分析研究,确定了各函数并行化时的最优分块参数。实验结果显著,所优化的异形矩阵乘法的性能最高可达roofline模型预测性能上限的93%,相较于常规大规模矩阵乘法算法平均获得了5.43倍的性能加速,最高可获得51.5倍的性能加速。

关键词：异形矩阵乘法 SW26010P众核处理器多样化任务划分映射 RMA点对点机制嵌套双缓冲技术

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