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第十届全国流体力学学术会议

作者：章明宇郭少冬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应用物理与计算数学研究所

惯性约束聚变过程中通过激光照射黑腔形成辐射场,从而压缩靶丸。由于辐射场的非均匀性和靶丸加工工艺限制等因素,使得靶丸内爆压缩过程不能保持理想的球一维性。惯性约束聚变过程中,靶丸内爆压缩具有明显的三维特征。由于实验测量受限,... 详细信息

惯性约束聚变过程中通过激光照射黑腔形成辐射场,从而压缩靶丸。由于辐射场的非均匀性和靶丸加工工艺限制等因素,使得靶丸内爆压缩过程不能保持理想的球一维性。惯性约束聚变过程中,靶丸内爆压缩具有明显的三维特征。由于实验测量受限,以及三维内爆过程不具有理论解析解,数值模拟成为研究惯性约束聚变中靶丸内爆过程的重要研究手段。惯性约束聚变中靶丸内爆过程的数值模拟采用笛卡尔坐标系。辐射流体力学采用支撑算子格式求解。该离散格式可以处理强非线性和强间断的辐射流体力学问题。并行策略采用的是区域分解加线性并行。由于离散误差的存在,靶丸内爆强压缩过程会放大离散误差。在均匀辐射压缩条件下,三维数值模拟结果不能保持球一维性。在非均匀辐射压缩条件下,数值模拟结果仍然存在离散误差放大引起的非物理现象。为了消除离散误差放大引起的非物理现象,本研究提出了一种保持球一维对称性的支撑算子格式。在球的三维经纬网格上,对支撑算子格式进行修正,保证压力梯度、辐射流具有球一维对称性。对靶丸内爆压缩过程均匀压缩和非均匀压缩的情况进行了三维数值模拟。计算结果表明,本研究提出的保球一维对称性的支撑算子格式可以很好地消除离散误差放大引起的非物理现象。该离散格式将被应用于惯性约束聚变中靶丸内爆过程的三维数值模拟研究。

关键词：辐射流体力学三维内爆过程对称格式数值模拟

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2018年中国高性能计算机发展现状分析

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计算机工程与科学 2018年第12期40卷 2097-2102页

作者：袁国兴张云泉袁良北京应用物理与计算数学研究所北京100088 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

本文根据2018年10月发布的中国高性能计算机性能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、部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

关键词：高性能计算机性能排行榜测评技术

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基于离散坐标法(DOM)的光刻机内部流场模拟

基于离散坐标法(DOM)的光刻机内部流场模拟

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第十一届全国流体力学学术会议

作者：胡开南李志远刘宇东华理工大学土木及建筑工程学院北京应用物理及计算数学研究所南方科技大学广东省湍流基础研究与应用重点实验室南方科技大学力学与航空航天工程系

光刻机内部流场是一种多尺度、多组分的复杂流动。流场内各组分压力相差巨大,并且伴随着剧烈的速度变化和温度变化,数值模拟存在较大困难。本文基于离散坐标方法(DOM,Discrete Ordinate Method),采用谱方法离散粒子速度空间,给出了估算... 详细信息

光刻机内部流场是一种多尺度、多组分的复杂流动。流场内各组分压力相差巨大,并且伴随着剧烈的速度变化和温度变化,数值模拟存在较大困难。本文基于离散坐标方法(DOM,Discrete Ordinate Method),采用谱方法离散粒子速度空间,给出了估算努森数的合理方法,并采用多特征值无量纲化策略,减少了计算资源的消耗,提高了计算速度。空间采用NND格式,时间采用三阶荣格—库塔格式。编写并行计算程序,实现并行计算,得到光刻机内部温度场、速度场和密度场。计算结果表明,光刻机中的氢气气封能起到很好的密封作用。在氢气气封的作用下,只有极微量的水蒸气和乙醇蒸汽从光刻机下部腔体逸出,到达光刻机腔体上部。这说明气封设计合理,可以防止光刻机顶部激光器被乙醇蒸汽和水蒸气污染。氢气经过气封流入光刻机下部腔体后,温度降低120K左右;进入光刻上部腔体后,温度下降60K左右。计算得到温度场与理论预估吻合良好。光刻机内部流场的计算结果可以为光刻机设计提供参考。此外,多组分、多尺度、大压力比且速度、温度变化剧烈的流场广泛存在于自然界和工业界,本文提出的计算策略具有推广价值。

关键词：多尺度流场多组分流动散坐标法(DOM) 光刻机内部流场谱方法多特征值无量纲策略

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爆轰加载下弹塑性固体Richtmyer-Meshkov流动的扰动增长规律

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物理学报 2017年第7期66卷 326-334页

作者：殷建伟潘昊吴子辉郝鹏程胡晓棉北京理工大学机电学院北京100081 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部北京100088

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,... 详细信息

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,尖钉的最大振幅与增长速度无量纲数之间存在线性近似关系,进一步理论分析表明尖钉的振幅增长因子与加载压力、初始扰动形态和材料强度有关,该理论关系作为扰动增长规律的线性近似在一定范围内适用于多种金属材料.

关键词：扰动增长弹塑性固体材料性质

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第二粘性对“真实激波的形成与结构”的影响研究

第二粘性对“真实激波的形成与结构”的影响研究

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：李馨东赵英奎胡宗民姜宗林北京应用物理与计算数学研究所中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室

为了考察第二粘性(体积粘性ζ)对激波形成和结构的影响,首先对Burgers模型方程进行了详细的理论推导和渐近求解,分析了真实激波的形成过程,体积粘性所带来的物理耗散会降低速度峰值,弥散激波阵面的宽度。其次,根据氮气体积粘性的分子运... 详细信息

为了考察第二粘性(体积粘性ζ)对激波形成和结构的影响,首先对Burgers模型方程进行了详细的理论推导和渐近求解,分析了真实激波的形成过程,体积粘性所带来的物理耗散会降低速度峰值,弥散激波阵面的宽度。其次,根据氮气体积粘性的分子运动论和连续介质理论,利用打靶法求解一维Navier-Stokes方程的半解析解,得到激波层的内部流动,结果表明:(1)体积粘性对激波层内的密度、速度、压力等物理量的具有抹平效应,会增大激波层内的粘性输

关键词：体积粘性激波层激波阵面

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离散玻尔兹曼方法模拟流体吸放热现象

离散玻尔兹曼方法模拟流体吸放热现象

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中国力学大会（CCTAM 2019）

作者：林传栋许爱国中山大学中法核工程与技术学院清华大学燃烧能源中心北京应用物理与计算数学研究所计算物理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

流体吸放热现象广泛存在于自然界和各类工程应用之中。在热流演化过程中,流场和吸热(放热)过程相互耦合,表现出复杂的流体动力学和热力学非平衡效应,并且往往涉及从分子碰撞到大窝结构的多尺度演化过程。其中的小尺度、快模式、非平衡... 详细信息

流体吸放热现象广泛存在于自然界和各类工程应用之中。在热流演化过程中,流场和吸热(放热)过程相互耦合,表现出复杂的流体动力学和热力学非平衡效应,并且往往涉及从分子碰撞到大窝结构的多尺度演化过程。其中的小尺度、快模式、非平衡等复杂行为往往对传统连续、平衡或近平衡模型的物理合理性提出挑战。本文介绍的离散玻尔兹曼方法(DBM),除了将适用范围拓宽到Navier-Stokes不再有效的更深程度非平衡区域,还可提供与我们关注的宏观流动关系最密切的部分热力学非平衡信息与效应。同时,该方法具有演化方程形式简单统一,在模拟中方便实现不同非平衡程度建模之间的切换。DBM在流体吸放热方面的应用研究,为此类复杂物理问题的深入理解提供了全新的分析视角和研究手段。

关键词：吸热流体放热流体离散玻尔兹曼方法多尺度非平衡

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共形转塔气动光学效应时空特性研究

共形转塔气动光学效应时空特性研究

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第二届军用光电技术发展论坛

作者：路大举张凯董航徐明苏华中国工程物理研究院高能激光重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

研究了相同马赫数、相近雷诺数、不同口径(400 mm 和2 000 mm)共形转塔的气动光学效应，系统地给出了发射方向不同时气动光学效应导致的光束倾斜角和光束质量因子的时间变化特性、统计特性以及时间相关特性。发现多数场景下气动光学效... 详细信息

研究了相同马赫数、相近雷诺数、不同口径(400 mm 和2 000 mm)共形转塔的气动光学效应，系统地给出了发射方向不同时气动光学效应导致的光束倾斜角和光束质量因子的时间变化特性、统计特性以及时间相关特性。发现多数场景下气动光学效应中平均流场效应占主要部分，平均流场效应的特征频率由绕流流场的特征频率决定。尺寸效应的研究表明，缩比实验可以有效模拟实际飞行状态下气动光学效应的统计特性，但无法准确模拟其时间相关特性。开展了前向发射时发射方向的优化选择，指出发射方向在中轴线上天顶角约为40°时，气动光学效应导致的波前畸变统计值和涨落值最小，并且发射光束半径增加会导致平均流场效应快速增加，但湍流效应基本不变。

关键词：砖塔半径平均流场效应湍流效应光束质量倾斜

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基于大规模第一原理分子动力学的炸药感度评估方法与应用

基于大规模第一原理分子动力学的炸药感度评估方法与应用

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2018第十二届全国爆炸力学学术会议

作者：张蕾余一姜胜利陈军中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京100088 国家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 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京100088 国家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

炸药晶体的撞击/冲击感度控制机制是炸药领域一直以来的挑战。实验上可采用落锤试验测试撞击感度h50％,但h50％值严重依赖实验设备。如报道的BTF炸药的h50％值从21 cm到50 cm,CL-20/TNT的h50％值从30到99 cm,因此,比较不同实验条件下测...

炸药晶体的撞击/冲击感度控制机制是炸药领域一直以来的挑战。实验上可采用落锤试验测试撞击感度h50％,但h50％值严重依赖实验设备。如报道的BTF炸药的h50％值从21 cm到50 cm,CL-20/TNT的h50％值从30到99 cm,因此,比较不同实验条件下测量的h50％值往往有误导作用。冲击波感度可以用小格板试验测试Pg0,可靠性高,但实验难度较大。当前仅有少量炸药有该性能测试结果,不利于应用于新型合成炸药的感度评估。尽管撞击感度与冲击感度的作用时间(前者为250μs,后者小一个数量级)及产生压强(前者约10 kbar,后者高一个数量级)不同,但普遍认为二者有极好的相关性,均为热致分解而非压力导致的化学反应。因此,评估炸药感度的关键在于力刺激作用下首步化学反应的动力学过程预测。

关键词：

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基于非谐声子计算的铍的相界研究

基于非谐声子计算的铍的相界研究

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：咸家伟颜君刘海风孙涛张弓木高兴誉宋海峰北京应用物理与计算数学研究所计算地球动力学重点实验室中国科学院大学中物院高性能数值模拟软件中心

铍由于其丰富的物理特性而在航空航天、通信卫星以及核电等领域有着广泛的工业应用。鉴于铍的相图在工业应用中具有重要的基础性意义,其科学研究价值十分重大。虽然近年来人们从实验测量和理论计算两个方面开展了大量细致研究,取得了很... 详细信息

铍由于其丰富的物理特性而在航空航天、通信卫星以及核电等领域有着广泛的工业应用。鉴于铍的相图在工业应用中具有重要的基础性意义,其科学研究价值十分重大。虽然近年来人们从实验测量和理论计算两个方面开展了大量细致研究,取得了很多重要进展,但是铍的相图仍然存在较大争议。比如其中一个争议是,在高温高压条件下,基于准简谐近似的第一性原理计算预测的hcp相的稳定温压范围明显小于最近的静态实验观测结果。为了解决这个争议,增进对铍的相图的认识,我们利用最近发展的一种非谐声子计算方法研究了高温高压条件下铍的

关键词：非谐效应简谐近似

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高能炸药感度评估方法与应用

高能炸药感度评估方法与应用

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第二十届中国高压科学学术会议暨暨第二届中韩高压科学双边学术研讨会

作者：张蕾余一姜胜利陈军中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京100088 计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所北京 100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所北京100088 计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所北京 100088

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