检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2025年第2期42卷 224-231页

作者：高屹郑妍徐琪张晓立北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院战略研究中心北京100094

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区... 详细信息

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统,活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明:脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统,活性区越接近临界,泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区keff限值,并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

关键词：脉冲源法次临界系统泄漏γ计数率瞬发中子衰减时间常数裂变衰减特性

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求解接触问题鞍点系统的一类两网格预处理方法

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北京理工大学学报 2025年第3期45卷 248-255页

作者：段晓宇安恒斌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北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法... 详细信息

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法,在精确求解粗网格系统时实现单次收敛.此外,构造的粗网格算子具有对称正定性,能有效反映接触约束条件.数值实验结果表明,该方法仅需要较少的迭代次数即可收敛,在多种接触模型中表现出较高的计算效率,其计算时间相比于SIMPLE方法最多可减少80%.同时,该方法在不同的接触约束条件下仍保持较强的健壮性,且适用于大规模计算.

关键词：接触力学迭代法线性方程组鞍点系统两网格预处理

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强飞秒激光脉冲的水下传输特性及调控

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计算物理 2025年第1期42卷 38-46页

作者：冯志芳刘丽娜刘勋李维于承新叶地发太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 北京空间机电研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

通过数值模拟研究强飞秒激光在水下传输的特性,利用输入脉冲能量、透镜焦距及束腰宽度对其进行调控。结果表明:当系统参数选取合适时,可以通过透镜焦距有效地调控光丝在水下1 m到10 m范围内形成,且传输长度达到米级。随着透镜聚焦能力变... 详细信息

通过数值模拟研究强飞秒激光在水下传输的特性,利用输入脉冲能量、透镜焦距及束腰宽度对其进行调控。结果表明:当系统参数选取合适时,可以通过透镜焦距有效地调控光丝在水下1 m到10 m范围内形成,且传输长度达到米级。随着透镜聚焦能力变弱(如f=10 m),产生的等离子体丝会发生剧烈的振荡,不利于波谱的水下探测,此时通过增加光束的束腰宽度,实现光丝在水下较远目标位置较稳定地传输。通过增加输入功率来平衡海水中杂质对激光能量的衰减效应,实现光丝在水下远距离的传输。

关键词：非线性光学强飞秒激光等离子体光丝衰减系数

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通用嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术

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石油学报 2025年第3期46卷 574-587页

作者：姚军王通孙致学孙海黄朝琴中国石油大学(华东)油气渗流研究中心山东青岛266580 中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行... 详细信息

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术进行了研究。首先,基于区域分解方法,研发了嵌入式离散裂缝模型大规模并行求解技术,并且提出了在非结构网格中,基质与裂缝两套独立系统的连接关系分解方法。其次,针对多组分热-流-固耦合问题,使用有限体积法实现了组分流动、传热与力学控制方程的统一数值离散,使用顺序隐式牛顿方法对耦合非线性问题进行并行迭代求解。最后,通过与解析模型对比验证了数值方法的准确性,并且将数值模拟器应用于多层页岩气藏立体开发、深层高温裂缝性油藏注水开发数值模拟,并且在不同并行规模下对并行计算性能与可扩展性进行了分析。实现的并行数值模拟技术能够对实际工程中的三维离散裂缝系统进行大规模精细并行数值模拟,并且在不同的并行规模下都取得了良好的并行性能与可扩展性,能够成为裂缝性油气藏开发的有效设计与分析工具。

关键词：油藏数值模拟嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合并行计算网格

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在间接驱动内爆实验中采用花生腔增强对称性调控

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物理学报 2023年第2期72卷 190-199页

作者：黄天晅吴畅书陈忠靖晏骥李欣葛峰峻张兴蒋炜邓博侯立飞蒲昱东董云松王立锋激光聚变研究中心绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

在100 kJ激光装置上开展了基于三台阶整形脉冲的间接驱动惯性约束聚变内爆实验研究.采用传统充气直柱金壁黑腔设计,在激光脉冲作用后期,腔内金等离子体运动对激光能量沉积和X光辐射场空间分布产生严重扰动,导致靶丸赤道驱动偏弱,形成不... 详细信息

在100 kJ激光装置上开展了基于三台阶整形脉冲的间接驱动惯性约束聚变内爆实验研究.采用传统充气直柱金壁黑腔设计,在激光脉冲作用后期,腔内金等离子体运动对激光能量沉积和X光辐射场空间分布产生严重扰动,导致靶丸赤道驱动偏弱,形成不可接受的扁圆内爆.本文采用新型的花生腔设计,通过调节外环激光光斑及其产生的金泡的初始位置,补偿和缓解金等离子体运动对黑腔X光辐射分布产生的扰动影响,获得球对称的靶丸辐射驱动.在靶丸驱动辐射温度相同的条件下,由于驱动对称性得到显著改善,实验观测到花生腔内爆热斑接近球形,中子产额的测量结果与内爆一维模拟计算结果的比值(YOS)达到30%;而直柱腔内爆热斑呈现扁圆形状,YOS仅为13%.模拟计算和实验结果一致表明,在三台阶整形脉冲驱动内爆实验中,花生腔设计可以有效抑制外环金泡膨胀加剧产生的不利因素,增强辐射驱动和内爆对称性调控,并提高内爆性能.

关键词：惯性约束聚变间接驱动内爆对称性

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三角波加载下金属铝动态破坏现象的微观模拟

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物理学报 2013年第7期62卷 339-346页

作者：邵建立王裴何安民秦承森辛建婷谷渝秋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京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力... 详细信息

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力学量波形,分析了熔化前后材料的强度变化.通过不同碰撞速度的模拟,讨论了破碎区内物质形态和密度分布的变化,给出了材料破坏深度的变化规律.研究还发现,熔化后材料的动态拉伸强度已显著降低,而此时由声学近似推算的材料拉伸强度已明显高于内部应力直接计算结果.

关键词：破坏分子动力学冲击

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针对天河2号的一种嵌套剖分负载平衡算法

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计算机研究与发展 2018年第2期55卷 418-425页

作者：刘旭杨章杨扬计算物理重点实验室(北京应用物理与计算数学研究所) 北京100094 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

天河2号等亿亿次计算机上的大规模异构协同计算对负载平衡算法提出了3方面要求:低算法复杂度、适应多级嵌套的数据传输系统和支撑异构协同计算.通过组合3级嵌套负载平衡算法框架、贪婪剖分算法和内外子区域剖分算法,设计了一种能够同时... 详细信息

天河2号等亿亿次计算机上的大规模异构协同计算对负载平衡算法提出了3方面要求:低算法复杂度、适应多级嵌套的数据传输系统和支撑异构协同计算.通过组合3级嵌套负载平衡算法框架、贪婪剖分算法和内外子区域剖分算法,设计了一种能够同时满足这3方面要求的负载平衡算法.模型测试表明,算法可以达到90%以上的负载平衡效率.天河2号上32个节点的测试表明,算法能够保证通信开销较小.5个典型应用在天河2号上最大93.6万核的测试表明,算法能够支撑应用高效扩展,并行效率最高可达80%.

关键词：并行计算负载平衡异构协同计算天河2号至强融核协处理器

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小收缩比内爆实验初步研究

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物理学报 2014年第12期63卷 253-258页

作者：蒲昱东康洞国黄天晅高耀明陈家斌唐琦宋仔峰彭晓世陈伯伦蒋炜余波晏骥江少恩刘慎业杨家敏丁永坤激光聚变研究中心绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

在神光III原型装置上,利用8路激光间接驱动充高气压DT靶丸,开展小收缩比内爆实验.实验中测量得到中子产额、离子温度、聚变反应速率峰值时刻(bangtime)等关键物理量,以及它们随烧蚀层厚度变化的规律.从定性和定量两个方面对实验结果进... 详细信息

在神光III原型装置上,利用8路激光间接驱动充高气压DT靶丸,开展小收缩比内爆实验.实验中测量得到中子产额、离子温度、聚变反应速率峰值时刻(bangtime)等关键物理量,以及它们随烧蚀层厚度变化的规律.从定性和定量两个方面对实验结果进行了分析讨论,推测流体力学不稳定性和内爆不对称性是导致实验结果与一维辐射流体计算结果不一致的原因.

关键词：惯性约束聚变内爆

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面向结构网格并行应用的一类快速通信算法

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计算物理 2012年第1期29卷 58-64页

作者：刘旭张爱清肖丽莫则尧北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

通信算法需要在相邻子区域间传输数据.通过求解子区域间的相交问题可以寻找相邻区域.针对子区域的求交问题,基于区间树,结合结构网格应用的特点,构造近似线性时间复杂度的算法.数值实验表明该算法具有较高的计算效率和可扩展性,能够支... 详细信息

通信算法需要在相邻子区域间传输数据.通过求解子区域间的相交问题可以寻找相邻区域.针对子区域的求交问题,基于区间树,结合结构网格应用的特点,构造近似线性时间复杂度的算法.数值实验表明该算法具有较高的计算效率和可扩展性,能够支持百万量级矩形子区域的并行计算.

关键词：并行计算结构网格快速通信算法区间树

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科学计算应用程序单核指令级优化研究

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计算机研究与发展 2014年第6期51卷 1263-1269页

作者：罗红兵张晓霞王伟武林平北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

尽管高性能计算机性能提升越来越快,但科学计算应用程序获得同步的性能提升是很困难的.提高科学计算应用程序的执行性能,需要依照高性能计算机体系结构的特点进行针对性的优化,其中单核指令级优化是科学计算应用程序性能优化的重要方面... 详细信息

尽管高性能计算机性能提升越来越快,但科学计算应用程序获得同步的性能提升是很困难的.提高科学计算应用程序的执行性能,需要依照高性能计算机体系结构的特点进行针对性的优化,其中单核指令级优化是科学计算应用程序性能优化的重要方面之一.以基于JASMIN（J adaptive structured meshes applications infrastructure）框架实现的Euler程序为例,探讨了科学计算应用程序在Intel Xeon微处理器平台上的具体性能问题和指令级并行性能优化方法,并较大幅度地优化了Euler程序的单核性能.程序优化后,二维和三维两个物理模型计算的总运行时间比优化前减少了21％～34％,核心模块Gas1dapproxy的执行时间缩短了50％以上.性能优化实验表明：流水线效率已成为影响科学计算类实际应用程序计算效率的重要因素,需要通过降低计算语句的依赖度、减少长延迟计算数量等方法予以改进.

关键词：性能分析性能优化 Xeon 指令级优化科学计算程序

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