检索结果-内蒙古大学图书馆

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2022年第6期61卷 113-122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

Anderson加速方法是提高不动点迭代收敛速度的一类方法。该方法中的松弛参数一般在区间(0,1]内,且大多数选取为1。考虑扩大Anderson加速方法中松弛参数的选取范围,以求解非线性扩散方程的Picard迭代过程为例,比较了不同松弛参数选取方... 详细信息

Anderson加速方法是提高不动点迭代收敛速度的一类方法。该方法中的松弛参数一般在区间(0,1]内,且大多数选取为1。考虑扩大Anderson加速方法中松弛参数的选取范围,以求解非线性扩散方程的Picard迭代过程为例,比较了不同松弛参数选取方法的效果。数值结果表明,合适的松弛参数可以有效提高Anderson加速方法的效果。

关键词：迭代方法 Anderson加速非线性扩散方程参数选取

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并行预处理有限元方法及其在系统级封装结构电磁模拟中的应用

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电子学报 2021年第1期49卷 58-63页

作者：王卫杰胡少亮郑宇腾赵振国周海京中物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一室北京100088

针对系统级封装结构的电磁兼容、信号完整性分析等应用,由于结构的复杂、多尺度和多材料的特性,其大规模电磁问题模拟一直难以实现.本文中,主要展示了基于并行支撑框架JAUMIN研发的高性能电磁计算程序JEMS-CDS及其在系统级封装结构电磁... 详细信息

针对系统级封装结构的电磁兼容、信号完整性分析等应用,由于结构的复杂、多尺度和多材料的特性,其大规模电磁问题模拟一直难以实现.本文中,主要展示了基于并行支撑框架JAUMIN研发的高性能电磁计算程序JEMS-CDS及其在系统级封装结构电磁仿真中采用的高效算法.针对系统级封装结构电磁仿真,我们构建了两种预处理技术:区域分解方法与正定矩阵预处理方法.数值模拟结果显示JEMS-CDS程序在百CPU核并行规模上能够实现了近亿未知量的快速迭代求解.针对某天线阵列和射频系统级封装结构,利用JEMS-CDS程序在国产并行机上完成了电磁场并行数值模拟,获得了电磁场的高分辨率结果,支持了电磁兼容性分析、信号完整性分析等应用.

关键词：有限元方法预处理并行计算系统级封装信号串扰

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发挥国家自然科学基金源头支撑作用的实践探索--以中物院软件中心为例

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办公室业务 2024年第6期 147-149页

作者：赵媛朱景焕于翠影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

从重大应用需求中凝练科学问题,有效发挥国家自然科学基金(以下简称“科学基金”)源头支撑作用,服务国家创新驱动发展,是新时期科学基金的发展思路之一。文章介绍了中物院高性能数值模拟软件中心(以下简称“软件中心”)落实这一发展思... 详细信息

从重大应用需求中凝练科学问题,有效发挥国家自然科学基金(以下简称“科学基金”)源头支撑作用,服务国家创新驱动发展,是新时期科学基金的发展思路之一。文章介绍了中物院高性能数值模拟软件中心(以下简称“软件中心”)落实这一发展思路的实践经验。该中心作为科学基金项目依托单位面向国家重大需求,充分发挥需求牵引的独特优势,积极探索科学基金管理机制,坚持以问题为导向,深入提炼科学问题,加强应用基础研究,培养了科技创新人才,发挥了科学基金在满足国家重大应用需求的源头支撑作用。

关键词：重大应用问题导向科学基金管理机制源头支撑

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基于MCPT解法器库的专用辐射探测模拟软件研发与应用

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强激光与粒子束 2022年第2期34卷 87-92页

作者：朱剑钰黄孟彭玄拓飞李刚中国工程物理研究院战略研究中心北京100088 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

甲状腺内^(131)I放射性活度与辐射探测结果的比例关系与甲状腺几何尺寸、探测距离等因素相关,是估算甲状腺内^(131)I含量与其可能造成的辐照损伤的关键参数。基于MCPT辐射输运数值模拟算法器库开发了用于开展NaI探测器伽马辐射测量模拟... 详细信息

甲状腺内^(131)I放射性活度与辐射探测结果的比例关系与甲状腺几何尺寸、探测距离等因素相关,是估算甲状腺内^(131)I含量与其可能造成的辐照损伤的关键参数。基于MCPT辐射输运数值模拟算法器库开发了用于开展NaI探测器伽马辐射测量模拟的应用程序,进而建立了多组具有不同容积的甲状腺型容器和不同探测距离的物理模型,最终通过蒙特卡罗数值计算得到了不同测量状态下探测器的探测效率。在甲状腺型容器与探测器距离较远时,数值模拟给出的结果与理论计算结果一致,证明此应用程序可用于定量分析NaI的探测效率。数值模拟结果表明,小距离模型的结果受甲状腺样容器的大小和距离的显著影响,模拟给出的探测效率表为开展深入细致的实验研究奠定了基础。

关键词：辐射输运 MCPT解法器库甲状腺辐射剂量测量 I-131

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钢筋混凝土结构改进型分离式数值模型

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爆炸与冲击 2022年第6期42卷 133-144页

作者：曾繁冯晓伟黄超徐权肖桂仲田荣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京100088 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 南京理工大学理学院江苏南京210094

提出一种考虑粘结滑移效应的钢筋混凝土改进型分离式数值模型。在混合物理论基础上,该模型兼顾混凝土基体和钢筋的力学行为,且基于钢筋混凝土界面粘结滑移模型,获得了钢筋等效模型。改进型分离式数值模型由于对钢筋及其界面无显式离散要... 详细信息

提出一种考虑粘结滑移效应的钢筋混凝土改进型分离式数值模型。在混合物理论基础上,该模型兼顾混凝土基体和钢筋的力学行为,且基于钢筋混凝土界面粘结滑移模型,获得了钢筋等效模型。改进型分离式数值模型由于对钢筋及其界面无显式离散要求,使得钢筋的运用完全独立于其几何形状,同时对混凝土网格没有约束,并且不增加计算成本,因此该模型可适用于钢筋混凝土宏观结构层面分析。通过钢筋混凝土构件-结构的爆炸实验,对改进型分离式数值模型进行层次化验证。对比结果表明,考虑粘结滑移效应的有限元模型能够更好地预测钢筋混凝土结构的宏观力学行为。

关键词：混凝土钢筋粘结-滑移爆炸荷载

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基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

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北京理工大学学报 2023年第1期43卷 36-44页

作者：水小平王斌马士洲胡德强程万影刘铖北京理工大学宇航学院北京100081 军事科学院防化研究院北京102205 淮南皖淮机电股份有限公司安徽淮南232000 中物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京100088

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型... 详细信息

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性.根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数.数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.

关键词：绝对节点坐标方法压发装置加载实验系统参数优化

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拉伸加载下PBX炸药力学性能的分子动力学模拟

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高压物理学报 2022年第4期36卷 125-132页

作者：高飞艳刘睿陈鹏万龙瑶陈军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

采用分子动力学方法研究了拉伸加载下HMX基PBX界面力学行为的应变率依赖性。模拟结果显示,PBX的拉伸强度和弹性模量随着应变率的增加而增大。HMX-F2311的断裂方式与应变率相关:初始应变主要集中于黏结剂F2311,在低应变率下形成了一条大... 详细信息

采用分子动力学方法研究了拉伸加载下HMX基PBX界面力学行为的应变率依赖性。模拟结果显示,PBX的拉伸强度和弹性模量随着应变率的增加而增大。HMX-F2311的断裂方式与应变率相关:初始应变主要集中于黏结剂F2311,在低应变率下形成了一条大致垂直于加载方向的主裂纹;随着拉伸应变率的增加,破坏路径将分布在整个模型上;PBX的断裂失效是由于黏结剂F2311的脱粘。在单轴拉伸加载过程中,HMX-F2311的势能随拉伸应变率的增加而迅速增大,尤其在高应变率拉伸加载下,范德华力相互作用对势能的演变起到了决定性作用。分子动力学模拟揭示了应变率对HMX-F2311界面微观结构、力学行为和断裂损伤机制的影响,对PBX的设计、制备和安全使用具有重要意义。

关键词：聚合物黏结炸药单轴拉伸力学行为断裂机理分子动力学

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基于SE(3)群局部标架的5/6 Dofs CB壳单元

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力学学报 2022年第3期54卷 746-761页

作者：张腾刘铖张志娟刘绍奎北京理工大学宇航学院北京100081 中物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京100088 北京空间飞行器总体设计部北京100094

基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG)的多柔体系统动力学建模方法可自然消除刚体运动带来的几何非线性,使系统的广义弹性力、广义惯性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性.本文融合李群局部标架思想和基于连续体(continu... 详细信息

基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG)的多柔体系统动力学建模方法可自然消除刚体运动带来的几何非线性,使系统的广义弹性力、广义惯性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性.本文融合李群局部标架思想和基于连续体(continuum-based,CB)的壳理论,提出基于SE(3)群局部标架的5自由度(degrees of freedom,Dofs)CB壳单元.与SE(3)群局部标架下几何精确壳单元相比,该单元大大简化了插值带来的复杂性,离散应变张量自然满足客观性.同时,该单元在线性化过程中不存在有限元离散与变分操作先后顺序的问题,进一步简化了广义弹性力及其雅可比矩阵的计算.为方便处理组合体结构,在5 Dofs CB壳单元基础上,通过中面变形梯度张量的极分解建立壳单元中面运动与自转(drilling)自由度之间的关系,提出基于SE(3)群局部标架的6 Dofs CB壳单元.为提高单元收敛精度,采用Hellinger-Reissner两场变分原理缓解单元面内闭锁,采用假设自然应变(assumed natural strain,ANS)法缓解横向剪切闭锁.通过5个静力学算例验证了CB壳单元的收敛精度,通过一个动力学算例验证了CB壳单元可消除刚体运动带来的几何非线性.

关键词：李群局部标架 SE(3)群几何非线性 CB壳理论闭锁缓解技术

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计算流体力学的时空观:模型的时空关联性及算法的时空耦合性

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空气动力学学报 2021年第1期39卷 92-110页

作者：李杰权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中心北京100871

流体力学中波的有限传播、粒子的碰撞、各种力之间相互作用,无不体现时空关联效应。本文从计算方法的视角探讨计算流体力学的时空观,即流体力学模型的时空关联性和计算方法的时空耦合性。从流体力学微团法建模出发,明确模型时空关联性... 详细信息

流体力学中波的有限传播、粒子的碰撞、各种力之间相互作用,无不体现时空关联效应。本文从计算方法的视角探讨计算流体力学的时空观,即流体力学模型的时空关联性和计算方法的时空耦合性。从流体力学微团法建模出发,明确模型时空关联性的涵义,建立有限体积格式的基本原理,阐述算法时空耦合的必要性,实现流体力学基本控制方程物理建模与有限体积格式数学原理的统一。在实践中,给出时空耦合高精度数值方法设计思路,利用算例比较它与时空解耦方法的差别。期望通过时空观的建立,对未来计算流体力学的算法研究提供帮助。

关键词：计算流体力学时空关联模型时空耦合算法积分平衡律有限体积方法时间区间通量广义黎曼问题解法器

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超热电子能量沉积的Fokker-Planck方程模拟

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计算物理 2023年第2期40卷 222-231页

作者：张华李明强彭力何民卿吴思忠周沧涛深圳技术大学先进材料测试技术研究中心广东深圳518118 深圳技术大学工程物理学院广东深圳518118 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

围绕超热电子在高密度等离子体中传输和能量沉积问题,从相对论粒子碰撞基本物理出发,综合考虑相对论库伦碰撞和集体效应下等能量损失过程、背景等离子体电子回流和升温过程,建立超热电子相对论Fokker-Planck混合模型;构造直角-动量球坐... 详细信息

围绕超热电子在高密度等离子体中传输和能量沉积问题,从相对论粒子碰撞基本物理出发,综合考虑相对论库伦碰撞和集体效应下等能量损失过程、背景等离子体电子回流和升温过程,建立超热电子相对论Fokker-Planck混合模型;构造直角-动量球坐标系下Fokker-Planck方程的有限体积算法,通过计算单能电子束在高密度等离子体中能量沉积和磁场产生过程,验证数值模拟程序。针对激光惯性聚变中超热电子的预加热效应,计算超热电子能量为单能和双麦氏分布情形下在靶丸中的能量沉积占比。

关键词：相对论Fokker-Planck方程电子束超热电子能量沉积

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