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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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各向异性扩散方程的高精度算法

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数值计算与计算机应用 2017年第4期38卷 312-326页

作者：宋淑红王双虎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实验室北京100088

针对多介质各向异性扩散方程,本文设计了一种非结构多边形网格高精度有限体积计算格式.为了能适应网格大变形,在构造格式框架时除了用到单元中心量外还引入了节点量作为中间变量,并通过推广孪生逼近算法于各向异性扩散系数情形消除节点... 详细信息

针对多介质各向异性扩散方程,本文设计了一种非结构多边形网格高精度有限体积计算格式.为了能适应网格大变形,在构造格式框架时除了用到单元中心量外还引入了节点量作为中间变量,并通过推广孪生逼近算法于各向异性扩散系数情形消除节点量,使算法回归于单元中心量计算流程.数值算例表明,该方法能较好适应大变形网格及间断系数各向异性扩散方程计算.

关键词：各向异性扩散系数孪生逼近节点量计算方法大变形网格

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基于不同数值流通量求解可压缩Euler方程组的Lax-Wendroff控制体积方法（英文）

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应用数学 2017年第4期30卷 737-749页

作者：赵国忠蔚喜军郭怀民包头师范学院数学科学学院内蒙古包头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

基于Lax-Wendroff时间离散的控制体积间断Petrov-Galerkin方法是求解双曲守恒律的一种高精度和高分辨率数值方法.本文通过几个数值算例对8种数值流通量的数值表现作了详尽的比较,内容涉及耗时、精度、分辨率以及模拟复杂波形相互作用的... 详细信息

基于Lax-Wendroff时间离散的控制体积间断Petrov-Galerkin方法是求解双曲守恒律的一种高精度和高分辨率数值方法.本文通过几个数值算例对8种数值流通量的数值表现作了详尽的比较,内容涉及耗时、精度、分辨率以及模拟复杂波形相互作用的能力.

关键词：可压缩Euler方程组控制体积间断Petrov-Galerkin方法数值流通量

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复杂介质的非平衡动理学:建模、模拟与分析

复杂介质的非平衡动理学:建模、模拟与分析

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：许爱国张广财张玉东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

复杂介质形式各异，广泛存在于自然界与工业生产领域，与我们的工作、生活息息相关。大尺度缓变动力学特征均可使用连续介质模型进行较好的描述。但在如下一些情形，例如冲击波或爆轰波内部、微纳尺度流动、ICF中的惯性内爆、液滴的冲... 详细信息

复杂介质形式各异，广泛存在于自然界与工业生产领域，与我们的工作、生活息息相关。大尺度缓变动力学特征均可使用连续介质模型进行较好的描述。但在如下一些情形，例如冲击波或爆轰波内部、微纳尺度流动、ICF中的惯性内爆、液滴的冲击与破碎、燃烧过程中的相变-混合与湍流、强激光照射下的水滴蒸发、真空射流、高压喷涂等相关的一些微细观结构效应和快变动理学模式描述方面，传统连续介质建模在物理描述能力方面表现出不足。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。介绍近年来针对非平衡复杂流动发展起来的离散Boltzmann方法及其研究进展。

关键词：非平衡流动离散玻尔兹曼动理学建模

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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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Rayleigh-Taylor不稳定性弱非线性阶段界面效应对谐波的影响

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气体物理 2018年第3期3卷 18-25页

作者：刘万海于长平黄玉梅梅杨叶文华绵阳师范学院计算物理研究中心四川绵阳621000 中国科学院力学研究所高温气体动力学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

为了更好地理解不同空间坐标系下流体界面对Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性弱非线性阶段谐波的影响,文章采用3阶小扰动展开法,解析研究了球坐标空间经典RT不稳定性弱非线性阶段谐波的演化规律,并和柱坐标空间以及直角坐标空间相应结果进... 详细信息

为了更好地理解不同空间坐标系下流体界面对Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性弱非线性阶段谐波的影响,文章采用3阶小扰动展开法,解析研究了球坐标空间经典RT不稳定性弱非线性阶段谐波的演化规律,并和柱坐标空间以及直角坐标空间相应结果进行了对比研究.当球坐标系和直角坐标系中RT不稳定性界面扰动波长相同,球坐标系中初始扰动半径为无穷大时(即球坐标下RT不稳定性初始扰动半径相对于扰动波长为无穷大时),球坐标下RT不稳定性前4次谐波的结果和直角坐标系下的相应结果相同.研究表明:由初始界面曲率引起的BellPlesset(BP)效应和空间效应(直角坐标空间、柱坐标空间和球坐标空间)对谐波发展有较大的影响.即在不同正交曲线坐标系下,不同曲率的流体界面效应对RT不稳定性谐波发展有较大的影响.对于柱坐标空间和球坐标空间,2阶对0次谐波的反馈加强了界面向内收缩.研究还表明:界面效应增加了2次谐波的负反馈,然而,对于基模和3次谐波却有不同的影响.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性谐波小参数展开法界面效应弱非线性

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密实炸药事故反应行为模型描述物理认知基础

密实炸药事故反应行为模型描述物理认知基础

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2018第十二届全国爆炸力学学术会议

作者：胡海波李涛傅华尚海林郭应文文尚刚邱天喻虹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四川绵阳621900 中国工程物理研究院化工材料研究所安全弹药中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100089

本文基于对HMX基压装PBX为代表的密实炸药、固体推进剂在典型约束状态下非冲击点火反应行为的精密物理实验诊断和分析，对作为传统点火-增长理论模型隐含前提的密实炸药基体中反应点火和反应阵面传播概念假定前提提出明确质疑，对DDT管...

本文基于对HMX基压装PBX为代表的密实炸药、固体推进剂在典型约束状态下非冲击点火反应行为的精密物理实验诊断和分析，对作为传统点火-增长理论模型隐含前提的密实炸药基体中反应点火和反应阵面传播概念假定前提提出明确质疑，对DDT管实验事故反应演化Macek理论解释中的一维假定前提沿用于密实炸药的物理机制适宜性提出质疑，指出被国内外大多数安全性问题研究者长期忽略的系列作为对炸药安全性行为机制物理认知基础和物理建模依托的最基本事实：(1)炸药在数百兆帕低幅值冲击加载、数吉帕非冲击加载条件下，因炸药基体材料压缩塑性功引发的温升水平极为有限，无论是冲击加载，还是数吉帕幅值准等熵加载，通常不超出数十摄氏度，尤其是缺乏极高应变率条件下才能激活的微缺陷类型分布式热点，炸药基体中原则上不会有显著化学反应;(2)在撞击、火烧包括慢烤条件下，因炸药表面局域化能量沉积或内部温度涨落引发的最早局部事故反应点火，在剧烈反应放热、升温外，必然伴随大量气态产物气体的生成，占据与其所受压力相应的空间位置，但其无法以弥散方式穿透低孔隙率，均匀分布于炸药基体中;若点火位置在炸药表面，其会因压差，在炸药与壳体缝隙中而形成高速产物流动，主导燃烧阵面沿炸药表面的传播;若率先点火位置发生在炸药基体内部，气态产物会引发基体断裂，并驱动炸药基体中裂纹体系的快速传播、破碎;在上述过程中，事故反应都发生在实际上处于与数百、上千度高温状态产物接触的炸药表面，此时炸药的燃耗以层流燃烧模式进行，向炸药基体内推进的燃耗速率取决于燃烧产物压力，燃烧阵面沿炸药表面的传播则取决于装药间隙、基体缝隙中气体动力学行为主导的高压、高温产物流动;(3)在视为炸药事故反应烈度增长、反应模式转化定标实验的一维DDT实验中，对燃烧产物可穿透、且不存在炸药与管壁间缝隙的粉体床装药，壁面上电离探针测得的导通信号大致对应多孔粉体床中燃烧阵面位置;但对于密实炸药，因反应产物气体无法透过炸药基体传播，点火端先期反应高温、高压产物气体会以对流形式在炸药与柱壳壁面间缝隙中传播，并经一定热传导感应时间，诱发下游位置炸药表面燃烧;此时，壁面上开孔电离探针记录到的导通信号反映的是间隙中以数百米每秒、数千米每秒乃至超过爆速幅值的产物对流及表面燃烧行为，并不对应炸药基体中反应波阵面传播速度，以这种存在物理解读错误的表观阵面速度标定的计算模型或转爆轰距离，缺乏基本的物理置信度。

关键词：

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强动载作用下孔洞汇合对延性金属层裂损伤演化过程的影响

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爆炸与冲击 2016年第5期36卷 596-602页

作者：张凤国周洪强胡晓棉王裴邵建立冯其京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重点实验室北京100088

针对强动载作用下延性金属的层裂问题,在分析孔洞之间几何关联的基础上,定义了一个新的耦合损伤及孔洞几何信息的孔洞汇合判定方法,同时,基于能量守恒原理,解析了孔洞汇合对损伤快速增长影响的物理机理.通过分析数值计算结果和对比相关... 详细信息

针对强动载作用下延性金属的层裂问题,在分析孔洞之间几何关联的基础上,定义了一个新的耦合损伤及孔洞几何信息的孔洞汇合判定方法,同时,基于能量守恒原理,解析了孔洞汇合对损伤快速增长影响的物理机理.通过分析数值计算结果和对比相关文献的实验可知:孔洞汇合后不仅引起损伤增长,而且导致了损伤材料内部微孔洞数目的减少、孔洞平均尺寸的增加。

关键词：固体力学层裂强动载延性金属孔洞汇合损伤演化

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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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不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

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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.

关键词：

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