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第二十二届全国激光学术会议

作者：彭万敬李腾龙马毅王岩山孙殷宏王小军中国工程物理研究院高能激光科学与技术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 中国工程物理研究院高能激光科学与技术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 100088

高功率光纤激光具有转换效率高、光束质量优、系统结构紧凑等优势，而且窄线宽光纤激光通过功率合束可以实现更高的输出功率水平并同时保持良好的光束质量。高功率主振荡放大(MOPA)系统的低功率振荡器和高功率放大器分离结构避免了激光...

高功率光纤激光具有转换效率高、光束质量优、系统结构紧凑等优势，而且窄线宽光纤激光通过功率合束可以实现更高的输出功率水平并同时保持良好的光束质量。高功率主振荡放大(MOPA)系统的低功率振荡器和高功率放大器分离结构避免了激光在腔内多程放大展宽过程，因而相比于单纯高功率振荡器具有更窄的输出光谱。

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光纤激光共孔径光谱合成实现5kW高效优质输出

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强激光与粒子束 2015年第4期27卷 1-3页

作者：马毅颜宏田飞孙殷宏赵磊王树峰谢庚承李腾龙王小军梁小宝王岩山冉欢欢彭万敬柯伟伟冯昱骏唐淳张凯高清松中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 清华大学工程物理系北京100084

采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光... 详细信息

采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光栅实现了5路kW级窄谱子束激光的高效优质共孔径光谱合成,最大输出功率达5.07kW,光束质量因子(M2)小于3,合成效率达到91.2%。初步研究表明:多层介质膜衍射光栅在较高功率水平、较宽光谱范围内均能保持较高衍射效率,是实现高功率光纤激光高效率光谱合成的重要器件;参与合成的子束自身的光束质量水平和线宽是影响合成输出光束质量的重要因素,光谱合成系统的输出功率主要受限于窄谱子束的输出功率和合成路数,增加窄谱子束的功率或合成路数均可进一步提升系统的输出功率。

关键词：光纤激光多层介质膜光栅共孔径光谱合成

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光纤激光阵列占空比对相干合成效果影响分析

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电子科技大学学报 2015年第6期44卷 946-950页

作者：黄智蒙唐选李晓峰张大勇王小军李剑峰刘仓理中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京海淀区100094 电子科技大学航空航天学院成都610054

根据弗琅和费衍射理论,建立了19路、37路和91路光纤激光相干合成模型,仿真模拟了不同占空比情况下,大阵列合成光束在远场的强度分布和光束质量,分析了占空比排布与合成路数对远场光束质量的影响。仿真结果表明,随着光纤阵列占空比的下降... 详细信息

根据弗琅和费衍射理论,建立了19路、37路和91路光纤激光相干合成模型,仿真模拟了不同占空比情况下,大阵列合成光束在远场的强度分布和光束质量,分析了占空比排布与合成路数对远场光束质量的影响。仿真结果表明,随着光纤阵列占空比的下降,远场艾里斑内的光强逐渐减小,合成效果变差;反之,远场艾里斑内的光强逐渐增大,合成光束远场能量集中度增强,光束质量变好。因此,提高相干合成的效果,必须提高光束阵列的占空比。

关键词：光束质量相干合成光纤激光占空比远场能量集中度

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基于主动偏振控制的1kW窄线宽线偏振光纤激光器

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中国激光 2016年第5期43卷 280-280页

作者：王岩山颜宏彭万敬柯伟伟罗佳孙殷宏马毅王小军张凯唐淳中国工程物理研究院高能激光科学与技术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 应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院研究生部北京100088

得益于高功率尾纤输出半导体激光器和非保偏光纤及器件的发展,随机偏振光纤激光在过去十年内输出功率得到了极大的提升,但国内尚无高功率非保偏大模场光纤放大器偏振控制的实验报道。

关键词：高功率半导体激光偏振片

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完全气体的体积粘性系数及其间断问题

完全气体的体积粘性系数及其间断问题

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高温气体动力学国家重点实验室2016年度夏季学术研讨会

作者：李馨东席志强胡宗民姜宗林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京100094 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

体积粘性是可压缩介质流动的重要物性参数,在伴有剧烈膨胀、压缩或非平衡热力学过程的流动中常表现出显著的体积粘性效应.分子运动论和连续介质理论分别从微观和宏观角度推导出了体积粘性系数的一致结果,而连续介质理论的预测值与目前... 详细信息

体积粘性是可压缩介质流动的重要物性参数,在伴有剧烈膨胀、压缩或非平衡热力学过程的流动中常表现出显著的体积粘性效应.分子运动论和连续介质理论分别从微观和宏观角度推导出了体积粘性系数的一致结果,而连续介质理论的预测值与目前实验值吻合得更好些.气体分子的弛豫时间、碰撞数和体积粘性系数在不同激发模态下存在较大差异:这些物理量在转动模态下随温度缓慢增加,但在振动模态下却随温度呈指数衰减,其值也比转动模态的结果高出几个数量级.通过引入过渡函数,从数学上解决了体积粘性系数从转动模态到振动模态转变所出现的间断问题,得到的连续表达式确保了体积粘性在转动和振动温度段的不同物理特性.

关键词：可压缩介质流动体积粘性间断问题分子运动论连续介质理论

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健壮性与接触保持性兼顾的近似黎曼解

健壮性与接触保持性兼顾的近似黎曼解

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：沈智军闫伟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

惯性约束聚变、爆轰物理、弹塑性物理和武器物理等许多领域，都涉及多介质大变形问题的数值模拟。基于现阶段对物理规律及材料参数的认识能力，对涉及到多物理耦合过程的多介质流体运动的描述，特别是对物理涡度较小的内爆动力学问题的...

惯性约束聚变、爆轰物理、弹塑性物理和武器物理等许多领域，都涉及多介质大变形问题的数值模拟。基于现阶段对物理规律及材料参数的认识能力，对涉及到多物理耦合过程的多介质流体运动的描述，特别是对物理涡度较小的内爆动力学问题的模拟，主要依靠能清晰分辨物质界面的拉格朗日(简称拉式)方法。众所周知，拉式方法中网格的变形会导致计算结果的失真和计算过程的中断，甚至仅为提高计算精度而采取的网格加密措施，也可能引起计算失败。采用可以改善网格品质的任意拉格朗日欧拉(ALE)方法，也不能完全避免产生计算失真甚至中断的问题。构造健壮且能分辨物质界面的数值方法是解决强冲击问题的重要途径。

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辐射扩散方程完全保正的非线性格式

辐射扩散方程完全保正的非线性格式

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：盛志强袁光伟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

保正性是对扩散方程的一个重要要求，不保正的格式将导致密度和能量等物理量出现负值，因此需要构造保正格式.在非线性保正格式的构造过程中需要用到一些中间未知量，而中间未知量的消去方法将影响保正格式的精度和健壮性.在本报告中，...

保正性是对扩散方程的一个重要要求，不保正的格式将导致密度和能量等物理量出现负值，因此需要构造保正格式.在非线性保正格式的构造过程中需要用到一些中间未知量，而中间未知量的消去方法将影响保正格式的精度和健壮性.在本报告中，我们将介绍一种消去中间未知量的方法，该方法能保证中间未知量也是非负的，从而去掉了以往格式要求中间未知量非负的假定.基本思想如下：首先利用网格边上的法向通量连续条件，将网格边未知量表示成单元中心未知量和网格顶点未知量的线性组合;然后在顶点周围构造一个充分小的控制体，并在该控制体上构造保正格式，进而可以将网格顶点未知量表示成单元中心未知量和网格边未知量的线性组合.我们的方法可以保证这些组合系数都是非负的，且系数之和为1.所得格式的非线性系数依赖于网格顶点未知量和单元中心未知量，我们利用迭代方法求解这些中间未知量.数值结果显示新格式比以往的格式更健壮.

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改进的HLLC方法及其在Baer-Nunziato模型中的应用

改进的HLLC方法及其在Baer-Nunziato模型中的应用

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：李征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北京100094 计算物理重点实验室北京100088

可压缩多相流问题广泛出现在自然科学和工程技术的许多领域,也与国防事业的发展有密切的联系,其数值求解一直是计算流体力学的重要研究领域.最常见的是均匀混合模型,两相均看作连续介质,互相贯穿,均匀混合.1986年,Baer和Nunziato[1]提出...

可压缩多相流问题广泛出现在自然科学和工程技术的许多领域,也与国防事业的发展有密切的联系,其数值求解一直是计算流体力学的重要研究领域.最常见的是均匀混合模型,两相均看作连续介质,互相贯穿,均匀混合.1986年,Baer和Nunziato[1]提出的Baer-Nunziato模型(简称BN模型)是其代表,控制方程包含两组连续性方程、动量方程和能量方程,同时计入了两相间相互作用对质量、动量、能量输运的影响.BN模型描述的是一个可压缩非守恒型两相流模型,其非守恒项用来描述两相间的相互作用,使得控制方程不能写成散度形式,不能再利用守恒方程中相应概念,因此给数值求解带来了很大的困难.

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数据驱动并行计算的3层软件架构设计及应用

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计算机研究与发展 2014年第11期51卷 2538-2546页

作者：张爱清莫则尧杨章北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理重点实验室北京100094

数据驱动并行计算是科学与工程计算中普遍存在的一类计算,其执行通常依赖于数据流有向图.在实际应用中,结点调度、数据通信和数值计算紧耦合并发执行,较难解耦编程,这给应用软件的协同研制和代码复用带来困难.借助于统一形式的数据流有... 详细信息

数据驱动并行计算是科学与工程计算中普遍存在的一类计算,其执行通常依赖于数据流有向图.在实际应用中,结点调度、数据通信和数值计算紧耦合并发执行,较难解耦编程,这给应用软件的协同研制和代码复用带来困难.借助于统一形式的数据流有向图并行算法框架,分无环有向图调度、无环有向图建模和数值计算3个层次,设计了软件体系结构,实现于并行自适应结构网格应用支撑软件(J parallel adaptive structured mesh applications infrastructure,JASMIN)框架的通量扫描积分构件中,有力地支持了结点调度、数据通信和数值计算的解耦编程.研究成果成功应用于科学计算中典型的中子输运计算,典型的代码开销测试和2 048个处理器核的并行性能测试表明,软件架构及其构件化实现是有效的.

关键词：数据驱动并行计算无环有向图 JASMIN框架软件体系结构解耦

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高效能代数解法器研究

高效能代数解法器研究

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第十七届全国流体力学数值方法研讨会

作者：谷同祥朱圣鑫徐小文刘兴平北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

当前超级计算机以异构多核架构为主流，充分发挥其效能面临两个挑战：其一是机器体系结构越来越复杂，导致算法的并行可扩展性能急剧下降;其二是实际应用特征越来越复杂，导致算法的计算复杂度大幅度增加。报告将以当前并行机架构、辐...

当前超级计算机以异构多核架构为主流，充分发挥其效能面临两个挑战：其一是机器体系结构越来越复杂，导致算法的并行可扩展性能急剧下降;其二是实际应用特征越来越复杂，导致算法的计算复杂度大幅度增加。报告将以当前并行机架构、辐射流体力学问题为背景，介绍我们在高效能代数解法器研究方面取得的新进展。主要包括大型稀疏线性方程组的并行Krylov子空间迭代方法研究、性能评估与数值试验;代数多重网格预处理技术;并行算法和技术在ICF方面的应用效果。

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