检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2021年第12期42卷 46-62页

作者：许爱国单奕铭陈锋甘延标林传栋北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 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高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 山东交通学院航空学院济南250357 北华航天工业学院河北省跨气水介质飞行器重点实验室廊坊065000 中山大学中法核工程与技术学院珠海519082

基于求解Navier-Stokes方程组的传统计算流体力学已经在诸多领域取得了巨大的成功,但在航空、航天、微流控等领域也遇到了新的瓶颈与挑战。其原因分为2个方面:①物理建模层面的问题;②离散格式带来的数值精度和稳定性问题。微尺度燃烧... 详细信息

基于求解Navier-Stokes方程组的传统计算流体力学已经在诸多领域取得了巨大的成功,但在航空、航天、微流控等领域也遇到了新的瓶颈与挑战。其原因分为2个方面:①物理建模层面的问题;②离散格式带来的数值精度和稳定性问题。微尺度燃烧等一系列燃烧新概念的研究表明,特征更加丰富但以前知之甚少的热力学非平衡行为蕴含着大量待开发的物理功能。物理模型合理和具备相应功能是数值仿真研究的前提;物理建模层面的问题无法通过数值精度的提高来解决。本文从物理建模与复杂物理场分析角度,介绍了非平衡燃烧系统离散玻尔兹曼建模方法(DBM)的研究进展。DBM是非平衡统计物理学粗粒化建模理论在流体力学领域的具体应用之一,是相空间描述方法在离散玻尔兹曼方程形式下的进一步发展。它选取一个视角,研究系统的一组动理学性质,因而要求描述这组性质的动理学矩在模型简化中保值;以该组动理学矩的独立分量为基,构建相空间,使用该相空间和其子空间来描述系统的非平衡行为特征;研究视角和建模精度随着研究推进而调整。借助DBM可以研究反应过程中不同自由度内能之间的不平衡和相互转换等Navier-Stokes模型无法模拟的动理学过程。在内爆和外爆过程中,几何汇聚与发散效应等效于一个"外场力",在球心处系统始终处于热力学平衡态;在冯·纽曼压强峰处,系统不是偏离平衡最远,而是在平衡态附近;在冯·纽曼峰后反应区以外,Chapmann-Jouguet理论值、Zeldovich-Neumann-Doering(ZND)理论值和DBM结果相互验证;在反应区内DBM结果与ZND结果一致;在冯·纽曼压强峰前的压缩阶段,DBM模拟结果在物理上更合理。在冲击压缩过程中,相对于其他自由度,压缩波所在自由度上的内能先增加,因而这一自由度上的内能总是朝着正向偏离其平衡态值,而横向自由度上的内能总是朝着逆向偏离其平衡态值。在二流体模型视角下,反应物和产物朝着相反的方向偏离热力学平衡态。

关键词：燃烧爆轰非平衡离散效应介尺度建模动理学理论

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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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可压缩流体力学高精度拉格朗日格式及其保正性质

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计算数学 2020年第3期42卷 260-278页

作者：成娟舒其望国防计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学应用物理与技术中心北京100871 美国布朗大学应用数学系美国罗德岛州RI 02912

本文对可压缩流体力学高精度拉格朗日格式及其保正性质近年来的发展给出回顾与综述.文中分别介绍了一维、二维可压缩流体力学方程中心型拉格朗日格式的设计步骤,回顾了高精度拉格朗日格式以及高精度保正拉格朗日格式的研究进展.

关键词：拉格朗日格式高精度保正可压缩流体力学

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求解稀疏连续线性系统的自适应SGCRO-DR算法

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数值计算与计算机应用 2022年第2期43卷 125-141页

作者：徐达强荆燕飞胡少亮徐小文数学科学学院/计算科学研究所电子科技大学成都611731 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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

GCRO-DR方法是求解一系列连续线性系统常用迭代方法.本文首先提出了simpler GCRO-DR方法、在单个循环中它的计算成本比GCRO-DR更少.本文为了避免算法的不稳定性问题和内存溢出问题.并提高simpler GGRO-DR算法的收敛性,引入了重启参数自... 详细信息

GCRO-DR方法是求解一系列连续线性系统常用迭代方法.本文首先提出了simpler GCRO-DR方法、在单个循环中它的计算成本比GCRO-DR更少.本文为了避免算法的不稳定性问题和内存溢出问题.并提高simpler GGRO-DR算法的收敛性,引入了重启参数自适应策略.另外,在用该方法求解大型连续线性系统需要多次重启次数情形以及相邻系数矩阵之间谱信息相关情形.本文利用重启参数自适应策略提供的学习样本,通过强化学习来选取个比较好的重启参数.最后、数值实验证明了所提三类算法的有效性.

关键词：连续线性系统 simpler GCRO-DR 重启参数自适应策略强化学习

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一维含化学反应流体力学方程组的ALE间断有限元方法

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计算物理 2020年第1期37卷 1-9页

作者：戢美璇蔚喜军宋明阳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 东北师范大学数学与统计学院吉林长春130024

研究一维含化学反应流体力学方程组的数值模拟方法.结合理想气体状态方程并利用HLLC解法器在各个单元边界处的数值通量,给出ALE间断有限元方法.高阶计算时,使用TVD斜率限制器对数值解可能产生的非物理振荡进行抑制.结果表明:该算法能够... 详细信息

研究一维含化学反应流体力学方程组的数值模拟方法.结合理想气体状态方程并利用HLLC解法器在各个单元边界处的数值通量,给出ALE间断有限元方法.高阶计算时,使用TVD斜率限制器对数值解可能产生的非物理振荡进行抑制.结果表明:该算法能够保持物理量的守恒性和高精度,并能够清晰地捕捉爆轰波的结构特征.

关键词：多相反应流 HLLC解法器 ALE方法

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Pt-Al-Cr体系的相图集成建模与计算

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铸造技术 2023年第2期44卷 195-202页

作者：黄永兴王镤子愚种晓宇高兴誉宋海峰昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 昆明理工大学金属先进凝固成形及装备国家地方联合工程实验室云南昆明650093 计算物理国防重点实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓... 详细信息

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓和形成焓等热力学性质,计算得到的相图和热力学性质与实验数据和第一性原理计算数据吻合较好。在此基础上,结合相图计算方法(CALPHAD)通过热力学外推优化建立Pt-Al-Cr三元体系的成分-温度相图模型。使用该模型计算Pt-Al-Cr体系液相面投影图和873.15、1073.15、1273.15 K的等温截面图,热力学计算结果与实验数据吻合较好。

关键词：高温合金 Pt-Al-Cr体系 CALPHAD 热力学模型

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基于CALPHAD的高温高压相图建模

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铸造技术 2023年第2期44卷 190-194页

作者：王镤子愚黄永兴高兴誉种晓宇宋海峰昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国防重点实验室北京100088 昆明理工大学金属先进凝固成形与装备国家地方联合工程实验室云南昆明650000

高温高压相图在物理化学、矿物学、地球科学和极端条件下的材料科学中都具有重要的地位和应用价值,相图计算方法(alculation of phase diagram,CALPHAD)是建立温度-压强热力学相图和热力学数据库的主要方法,可以计算材料体系的相平衡、... 详细信息

高温高压相图在物理化学、矿物学、地球科学和极端条件下的材料科学中都具有重要的地位和应用价值,相图计算方法(alculation of phase diagram,CALPHAD)是建立温度-压强热力学相图和热力学数据库的主要方法,可以计算材料体系的相平衡、组成相的相分数和相成分、热力学性质,一定程度上解决单一实验建立高温高压相图的困难。本文对基于CALPHAD的高温高压相图建模方法进行了详细介绍,并总结其当前面临的问题和下一步研究方向,为极端条件下材料设计和性能评估奠定基础。

关键词：热力学相图计算方法温度-压强相图摩尔体积

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固溶合金第一性原理计算方法初探

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数值计算与计算机应用 2021年第1期42卷 18-32页

作者：徐黎闽杨真方俊高兴誉宋海峰清华大学数学科学系北京100084 北京科技大学应用物理研究所北京100083 计算物理重点实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088

固溶合金第一性原理计算在新型合金物性研究与合金组分优化设计中扮演着重要角色.固溶合金具有化学无序结构,晶格平移对称性破缺.难以直接应用标准的第一性原理计算方法.本文介绍了确定组分固溶合金第一性原理计算的主要两类方法.第一... 详细信息

固溶合金第一性原理计算在新型合金物性研究与合金组分优化设计中扮演着重要角色.固溶合金具有化学无序结构,晶格平移对称性破缺.难以直接应用标准的第一性原理计算方法.本文介绍了确定组分固溶合金第一性原理计算的主要两类方法.第一类方法是相干势近似方法,我们推导了相干势近似的自洽方程.基于多重散射理论梳理了单格点杂质系统Green函数的计算方法.第二类方法是超胞结构建模方法,我们介绍了相似原子环境的数学模型,推导了整体化学无序与短程化学有序的统一描述方法,证明了两种超胞结构建模方法最优解之间的关系.结合第一性原理计算与热力学模型,我们应用这两类方法预测了变组分铀铌合金的晶格参数与典型镁铝合金的热力学物性.获得了实验验证.

关键词：固溶合金第一性原理多重散射理论相似原子环境相干势近似

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不稳定流体系统内的物质混合与非平衡行为研究

不稳定流体系统内的物质混合与非平衡行为研究

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中国力学大会-2021+1

作者：陈锋许爱国山东交通学院航空学院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

亮点针对宏观连续模型物理功能不足、而分子动力学方法因适用尺度受限而无能为力的介尺度两难情形,从统计物理学基本原理出发,构建离散玻尔兹曼模型(Discrete Boltzmann Modeling/Method,DBM),结合形态学分析及DBM自带的相空间分析方法... 详细信息

亮点针对宏观连续模型物理功能不足、而分子动力学方法因适用尺度受限而无能为力的介尺度两难情形,从统计物理学基本原理出发,构建离散玻尔兹曼模型(Discrete Boltzmann Modeling/Method,DBM),结合形态学分析及DBM自带的相空间分析方法,获得了一系列新的认识,如:RTI演化中各种非平衡强度同宏观量不均匀度之间的关联性;RMI和RTI共存系统中两者间的竞争与协调机制;RTI和KHI共存系统中非平衡量作为演化阶段过渡的物理判据。

关键词： DBM 建模与模拟不均匀度热力学非平衡相空间流体不稳定性特征量动理学宏观量复杂流动 Taylor 物理判据形态学分析物质混合流体系统

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面心立方Ce同构相变的分子动力学模拟

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物理学报 2019年第20期68卷 85-93页

作者：第伍旻杰胡晓棉中国工程物理研究院研究生院北京100088 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

基于嵌入原子法,本文给出了一个金属Ce原子间的相互作用势.利用该势分别计算了γ-Ce和α-Ce的晶格常数、结合能、弹性常数,计算结果与实验或第一性原理研究中得出的数值符合得较好.给出了两相Ce中如点缺陷形成能、表面能、层错能以及孪... 详细信息

基于嵌入原子法,本文给出了一个金属Ce原子间的相互作用势.利用该势分别计算了γ-Ce和α-Ce的晶格常数、结合能、弹性常数,计算结果与实验或第一性原理研究中得出的数值符合得较好.给出了两相Ce中如点缺陷形成能、表面能、层错能以及孪晶能等晶体缺陷形成能.通过分析两相Ce的声子谱,得出了不同温度下两相的晶格振动熵差,其中在室温条件下约为0.67kB/atom.还利用分子动力学模拟得出了该相变的等温线,并且利用径向分布函数分析了相变前后两相的晶体结构,确认了该相变为面心立方同构相变,即Ce的α-γ相变.由此表明,本文的嵌入原子法势,不仅可以分别合理地描述γ-Ce和α-Ce,还可以反映γ-Ce和α-Ce两相之间的相变.

关键词：原子间相互作用势嵌入原子法同构相变铈

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