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中国力学大会-2021+1

作者：肖梦娟张又升田保林北京应用物理与计算数学研究所北京大学应用物理与技术研究中心

简介Introduction 界面不稳定性例如Rayleigh-Taylor(RT),Richtmyer-Meshkov(RM)以及KelvinHelmholtz(KH),诱导发生的湍流混合过程广泛存在于自然现象(例如超新星爆发)及工程应用(例如惯性约束聚变,ICF)中。考虑到实际工程问题都具有较... 详细信息

简介Introduction 界面不稳定性例如Rayleigh-Taylor(RT),Richtmyer-Meshkov(RM)以及KelvinHelmholtz(KH),诱导发生的湍流混合过程广泛存在于自然现象(例如超新星爆发)及工程应用(例如惯性约束聚变,ICF)中。考虑到实际工程问题都具有较大的雷诺数及足够长的演化时间,给出统计平均场的雷诺平均方法(RANS)对其进行刻画是现在工程应用最为可行的选择。本文基于两方程K-L湍流混合模型,从模型封闭形式及模型参数确

关键词：湍流混合改进模型混合流动倾斜界面物理条件界面不稳定性混合问题模型研究

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基于神经网络模型的stencil循环最优分块大小预测

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计算机科学 2022年第10期49卷 18-26页

作者：包怡坤张鹏徐小文莫则尧中国工程物理研究院研究生院北京100094 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京100088 中国工程物理研究院四川绵阳621900

stencil循环是科学与工程计算应用中最主要的计算核心之一。循环分块技术可有效改善stencil循环的数据局部性,提高计算并行度。分块的大小选择对stencil循环的性能影响很大,传统的分块大小选择方法通常在时间开销、人工成本、分块选择... 详细信息

stencil循环是科学与工程计算应用中最主要的计算核心之一。循环分块技术可有效改善stencil循环的数据局部性,提高计算并行度。分块的大小选择对stencil循环的性能影响很大,传统的分块大小选择方法通常在时间开销、人工成本、分块选择精度等方面存在短板,实用性较差。文中提出了一种基于人工神经网络的分块大小选择方法,用于预测三维Jacobi型stencil循环程序的最优分块。对来源于实际数值模拟软件中的11个stencil循环进行最优分块预测,实验结果显示,在单核串行和多核并行两种场景下,程序使用模型预测分块相比不分块的性能提升分别为2%和35%,与网格搜索方法的分块性能相当,但在线预测时间开销仅约为后者的1/30 000。此外,相比基于静态分析的Turbo-tiling方法,预测最优分块的实测性能平均提升了约9%。

关键词： stencil计算循环分块技术机器学习人工神经网络

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砌体结构长脉宽爆炸荷载损伤等级评估方法

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爆炸与冲击 2021年第10期41卷 124-134页

作者：曾繁肖桂仲冯晓伟黄超田荣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 南京理工大学江苏南京210094 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

随着百千吨级当量爆炸工业事故的频繁发生,建筑结构的损伤评估和抗爆安全性更受到关注。目前,构件级的评估方法相对成熟,而大当量冲击波作用下的建筑结构整体毁伤评估依旧是个开放性问题。本文中,面向结构级的毁伤评估,提出了一种新的... 详细信息

随着百千吨级当量爆炸工业事故的频繁发生,建筑结构的损伤评估和抗爆安全性更受到关注。目前,构件级的评估方法相对成熟,而大当量冲击波作用下的建筑结构整体毁伤评估依旧是个开放性问题。本文中,面向结构级的毁伤评估,提出了一种新的评估方法−构件损伤加权。该方法以承重构件损伤程度为基础,通过基于应变能的构件权系数加权,进而评估结构级损伤破坏程度。为了验证评估方法的有效性,以典型砌体结构为例,利用自主研发的冲击波结构毁伤模拟有限元程序,开展了百毫秒脉宽爆炸冲击波荷载下结构动力学响应数值模拟。根据数值模拟结果,结合构件损伤加权的评估方法,获取砌体结构损伤等级与冲击波超压的关系。预测的超压值的相对误差为−16.9%~26.2%,验证了评估方法的有效性。该评估方法为获取砌体结构的超压-冲量曲线提供了可行的途径,可为结构的抗爆安全设计提供参考。

关键词：长脉宽爆炸荷载损伤评估方法砌体结构超压

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基于几何矩的CAD模型形状匹配算法及应用

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图学学报 2021年第4期42卷 608-614页

作者：冷珏琳张哲刘田田郑澎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 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900

基于矩方法及其理论,提出了一个基于几何矩的形状匹配算法,用于识别CAD模型中具有相似形状特征的几何体。该算法采用一组满足平移、旋转、缩放不变性的几何矩不变量对三维几何体的形状特征进行描述,并根据形状特征向量的相似程度评估几... 详细信息

基于矩方法及其理论,提出了一个基于几何矩的形状匹配算法,用于识别CAD模型中具有相似形状特征的几何体。该算法采用一组满足平移、旋转、缩放不变性的几何矩不变量对三维几何体的形状特征进行描述,并根据形状特征向量的相似程度评估几何体之间的相似性。为提高几何矩计算的准确性和效率,对CAD模型的三角面片数据进行了预处理,并采用递归算法实现各阶几何矩的快速计算。形状匹配算法被应用于CAE软件的相似几何体拾取中,能够通过GUI交互的方式实时拾取与目标几何体形状特征相似的几何体,取得了良好的应用效果。

关键词：几何矩矩不变量形状匹配信息检索 CAD模型

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椭偏光场下锂原子共振激发过程的研究

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光学学报 2024年

作者：齐昕郭丽易小鹏胡师林陈京上海师范大学数理学院中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所汕头大学理学院物理系中国科学技术大学物理学院合肥维尺度物质科学国家研究中心深圳技术大学工程物理学院深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一... 详细信息

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一致；但当光强较高时，激光场不仅使里德堡态的能级发生移动，而且对里德堡态的空间相位分布也产生了影响，进而改变了激发率随光场椭偏率的变化曲线。同时，计算也展现出椭偏场多光子激发过程中角动量和磁量子数跃迁选择定则特点：当共振激发过程吸收偶数或者奇数个光子时，初态与里德堡态的轨道角动量量子数（磁量子数）的奇偶性分别一致或者相反。

关键词：场缀饰的里德堡态多光子共振散射矩阵理论

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一种求解二维球坐标系中子输运方程的并行SN算法

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计算物理 2021年

作者：蔡颖张存波刘旭范征锋刘元元徐小文张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心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

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方... 详细信息

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方向的并行度，提出新的能群流水并行方法，并进一步地通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明，该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题，在某国产并行机1920核上，并行程序获得了71%的并行效率。

关键词：中子输运方程源迭代SN算法有向图并行算法

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高密度比瑞利泰勒尖钉混合区对初始扰动的依赖性研究

高密度比瑞利泰勒尖钉混合区对初始扰动的依赖性研究

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中国力学大会-2021+1

作者：倪玮丹张又升曾清红北京应用物理与计算数学研究所北京大学应用物理与技术研究中心

瑞利泰勒（RT）湍流混合广泛存在于自然（如超新星爆炸）和工程（如惯性约束聚变）问题中。上述问题以高密度比R（重、轻流体密度之比）为主要特点,混合宽度h是刻画混合的首要量。RT混合区由位于重流体侧的气泡混合区和位于轻流体侧的... 详细信息

瑞利泰勒（RT）湍流混合广泛存在于自然（如超新星爆炸）和工程（如惯性约束聚变）问题中。上述问题以高密度比R（重、轻流体密度之比）为主要特点,混合宽度h是刻画混合的首要量。RT混合区由位于重流体侧的气泡混合区和位于轻流体侧的尖钉混合区构成。高R下,尖钉混合区宽度h将主导h的演化。已有大量实验表明,在高R下,能够反映h演化的尖钉区二次增长系数呈散乱分布,但其规律和机理尚不清楚。本文推测尖钉混合区的演化强烈依赖于初始扰动,并且该依赖性是造成同一高R下呈高分散性的主要原因。为验证这一观点,本文基于单模以及多模初始扰动,分别设计了仅改变尖钉侧的两种初始扰动形式。结果表明,h演化强烈依赖于初始扰动形式,而气泡混合区宽度h受影响则较小。另一方面,由半定量分析可知,在不同初始扰动作用下,尖钉速度演化均与尖钉头部附近的统计涡量演化呈正相关。进一步分析可知,在不同初始扰动作用下,由轻重流体交界面相互剪切所诱导的Kelvin-Helmholtz（KH）涡的不同,是造成尖钉区增长速度发生明显变化的内在原因。在高R下,重流体迅速渗透进入轻流体中,KH不稳定性所诱导的涡更靠近与尖钉头部,并对尖钉的增长产生激励作用。本文研究将为合理解释高R下α呈高分散性的现象打下基础,并有望为自然和工程问题中RT混合宽度的预测及控制提供理论支撑。

关键词：初始扰动湍流混合

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基于Whitham方法求解混合宽度压缩率的理论模型

基于Whitham方法求解混合宽度压缩率的理论模型

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北京力学会第30届学术年会

作者：孙方平宋玉王宇辉张又升北京化工大学机电工程学院计算物理全国重点实验室北京应用物理与计算数学研究所北京大学应用物理与技术研究中心

流体力学Richtmyer–Meshkov(RM)不稳定性及其诱导的湍流混合广泛存在于各类自然现象和工程应用中,如超新星爆发和惯性约束核聚变等。其中,混合宽度作为最重要的全局量,已被广泛用来刻画多模RM不稳定性流动。当激波穿过混合区时,特别是... 详细信息

流体力学Richtmyer–Meshkov(RM)不稳定性及其诱导的湍流混合广泛存在于各类自然现象和工程应用中,如超新星爆发和惯性约束核聚变等。其中,混合宽度作为最重要的全局量,已被广泛用来刻画多模RM不稳定性流动。当激波穿过混合区时,特别是再冲击时,会发生显著的压缩效应,其最突出地表现:混合宽度瞬间降低。然而,目前关于这方面的研究非常匮乏。本文我们通过构建混合区的密度剖面,并基于Whitham方法发展定量计算变密度混合区宽度压缩率的理论模型。此外,我们系统研究了不同入射激波马赫数、密度比、混合区密度剖面对混合区宽度压缩率的影响。结果表明,理论模型和数值模拟之间取得了良好的一致性。该结果对阐明激波穿过变密度混合区造成的压缩效应具有重要意义,为建立再冲击前后混合宽度演化的一体化模型奠定基础。

关键词： Richtmyer-Meshkov不稳定性湍流混合再冲击

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受激布里渊散射的非线性增强和饱和

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强激光与粒子束 2020年第9期32卷 116-122页

作者：郑春阳王清刘占军贺贤土北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

针对典型激光聚变等离子体参数条件,利用弗拉索夫程序研究非均匀流等离子体中受激布里渊散射的非线性行为。在动理学效应占主导的参数区域,观察到受激布里渊散射激发的离子声波由于非线性动理学频移和非均匀流空间失谐相互补偿引起的离... 详细信息

针对典型激光聚变等离子体参数条件,利用弗拉索夫程序研究非均匀流等离子体中受激布里渊散射的非线性行为。在动理学效应占主导的参数区域,观察到受激布里渊散射激发的离子声波由于非线性动理学频移和非均匀流空间失谐相互补偿引起的离子声波自共振增长,这会导致受激布里渊水平量级的增强;提出用光束时间去相干抑制这种绝对增长。在流体非线性占主导的参数区域,观察到由于离子声波谐波导致的孤立波产生、离子加热以及受激布里渊散射饱和现象。

关键词：弗拉索夫模拟受激布里渊散射离子声波自共振孤立波

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以营销视角探析国防科研单位招聘渠道问题与对策

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经济师 2022年第12期 277-278,280页

作者：朱景焕于翠影屈予希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

当前,国防科研单位面对外部激烈的招聘竞争和内部持续增长的人才需求,运用传统的招聘渠道已不能有效满足国防科技事业对科技人才的迫切需求。文章通过分析国防科研单位科技人才招聘的需求特点和现状,剖析国防科研单位在招聘渠道建设上... 详细信息

当前,国防科研单位面对外部激烈的招聘竞争和内部持续增长的人才需求,运用传统的招聘渠道已不能有效满足国防科技事业对科技人才的迫切需求。文章通过分析国防科研单位科技人才招聘的需求特点和现状,剖析国防科研单位在招聘渠道建设上存在的主要问题,提出解决招聘渠道问题的营销策略,为提高国防科研单位招聘质量和效率,快速建立人才竞争优势提出了相关建议。

关键词：国防科研单位科技人才招聘渠道营销

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