检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2021年第12期42卷 122-134页

作者：王方王煜栋姜胜利陈军唐军徐华胜李象远邢竞文高东硕金捷北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 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 中国燃气涡轮研究院成都610599 四川大学化学工程学院成都610065

航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一。介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值... 详细信息

航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一。介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心、北京应用物理与计算数学研究所和中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心联合研发的AECSC-JASMIN软件主要框架、算法以及针对该软件的算例检验。在Sandia射流火焰、支板火焰和单头部燃烧室检验算例中,对比实验数据,射流和支板火焰预测结果与实验值一致;支板算例的平均相对误差在15%之内;单头部燃烧室模拟结果符合物理实际,总压损失与实验值基本吻合。说明AECSC-JASMIN软件可用于复杂结构高分辨率高精度湍流燃烧数值模拟。

关键词：航空发动机燃烧室大涡模拟(LES) 概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF) AECSC软件 JASMIN框架数值模拟

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激光惯性约束聚变动理学效应研究进展

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强激光与粒子束 2021年第1期33卷 88-96页

作者：单连强吴凤娟袁宗强王为武蔡洪波田超张锋张天奎邓志刚张文帅滕建毕碧杨思谦杨冬周维民谷渝秋张保汉朱少平中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体重点实验室四川绵阳621999 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室四川绵阳621010 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

动理学效应的研究是近年来激光惯性约束聚变领域的研究热点,有助于理解实验结果和传统流体模拟之间的偏差。间接驱动黑腔中等离子体的温度、密度跨越多个量级且靶丸组分复杂,在局域的高温低密度区域,粒子的非平衡效应开始变得显著,可能... 详细信息

动理学效应的研究是近年来激光惯性约束聚变领域的研究热点,有助于理解实验结果和传统流体模拟之间的偏差。间接驱动黑腔中等离子体的温度、密度跨越多个量级且靶丸组分复杂,在局域的高温低密度区域,粒子的非平衡效应开始变得显著,可能会间接影响内爆性能。对ICF领域动理学效应的概念和部分进展做了简要综述。

关键词：激光聚变动理学效应非平衡

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欧拉框架下基于清晰界面的多介质计算方法

欧拉框架下基于清晰界面的多介质计算方法

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：李勇张又升王裴刘难生潘书诚北京应用物理与计算数学研究所中国科学技术大学工程科学学院近代力学系北京大学应用物理与技术研究中心西北工业大学航空学院流体力学系

极端条件下的多介质耦合问题广泛存在于航空航天、化工过程、武器设计等工程领域。这些问题通常伴随着多种介质间强烈的相互作用,具有动边界、大变形、强间断等特点,对其开展高置信度的数值模拟对我们研究和发现其中的机理具有重要的作... 详细信息

极端条件下的多介质耦合问题广泛存在于航空航天、化工过程、武器设计等工程领域。这些问题通常伴随着多种介质间强烈的相互作用,具有动边界、大变形、强间断等特点,对其开展高置信度的数值模拟对我们研究和发现其中的机理具有重要的作用。为了避免扩散界面方法中对混合区迭代求解状态方程导致的鲁棒性问题,我们采用欧拉框架下的守恒型清晰界面方法来求解不同介质之间的相互作用。在新方法中,无粘流体、牛顿流体、非牛顿流体、弹性和塑性固体等不同介质由同一套连续介质力学控制方程进行统一描述,不同介质的区别仅在于控制方程的源项和材料的状态方程。不同介质的界面由level set函数来追踪,界面穿过网格时会将全网格切割成不同形状的切割网格。我们通过在全网格上构造切割网格的有限体积格式来求解该连续介质力学模型,介质间的相互作用通过交换网格切割面上的动量、热脉冲、能量(包括做功和导热)通量来实现,不同材料的刚性源项则用算子分裂方法独立求解。通过对双流体耦合和流固耦合等问题进行数值测试,结果表明该方法可以准确复现多介质黎曼问题的理论解,并对冲击诱导的介质变形有良好的预测效果。

关键词：连续介质力学切割网格方法清晰界面流固耦合 GPR模型

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求解稀疏连续线性系统的自适应SGCRO-DR算法

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数值计算与计算机应用 2022年第2期43卷 125-141页

作者：徐达强荆燕飞胡少亮徐小文数学科学学院/计算科学研究所电子科技大学成都611731 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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

GCRO-DR方法是求解一系列连续线性系统常用迭代方法.本文首先提出了simpler GCRO-DR方法、在单个循环中它的计算成本比GCRO-DR更少.本文为了避免算法的不稳定性问题和内存溢出问题.并提高simpler GGRO-DR算法的收敛性,引入了重启参数自... 详细信息

GCRO-DR方法是求解一系列连续线性系统常用迭代方法.本文首先提出了simpler GCRO-DR方法、在单个循环中它的计算成本比GCRO-DR更少.本文为了避免算法的不稳定性问题和内存溢出问题.并提高simpler GGRO-DR算法的收敛性,引入了重启参数自适应策略.另外,在用该方法求解大型连续线性系统需要多次重启次数情形以及相邻系数矩阵之间谱信息相关情形.本文利用重启参数自适应策略提供的学习样本,通过强化学习来选取个比较好的重启参数.最后、数值实验证明了所提三类算法的有效性.

关键词：连续线性系统 simpler GCRO-DR 重启参数自适应策略强化学习

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三维拉氏理想磁流体数值模拟方法

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计算物理 2020年第4期37卷 403-412页

作者：徐骁高志明戴自换北京应用物理与计算数学研究所邓稼先创新研究中心北京100088 中国工程物理研究院研究生院北京100088

在Z箍缩驱动ICF过程中,磁场流体耦合作用是其整个物理过程中非常重要的部分.针对Z箍缩过程中多介质、大变形的特点,发展了三维相容拉氏理想磁流体交错型以及单元中心型格式,两种格式均具有一阶时间与空间精度.通过数值算例,验证其精度... 详细信息

在Z箍缩驱动ICF过程中,磁场流体耦合作用是其整个物理过程中非常重要的部分.针对Z箍缩过程中多介质、大变形的特点,发展了三维相容拉氏理想磁流体交错型以及单元中心型格式,两种格式均具有一阶时间与空间精度.通过数值算例,验证其精度和强壮性,并比较分析两种格式的特点.

关键词：三维拉氏理想磁流体交错格式单元中心格式

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激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合大涡模拟研究

激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合大涡模拟...

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：张又升肖梦娟宾远为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北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室

由流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于宽泛的时空尺度问题中,而带有激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合现象是最能反应工程复杂混合现象的一个基础研究抽象。然而,目前文献可见的大涡模拟预测,即使对... 详细信息

由流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合现象广泛存在于宽泛的时空尺度问题中,而带有激波二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合现象是最能反应工程复杂混合现象的一个基础研究抽象。然而,目前文献可见的大涡模拟预测,即使对于刻画混合演化最简单也是最重要的混合宽度的演化,也不能做到很好的预测。在本报告中,我们将分别发展两类大涡模拟模拟:一类是基于K-L湍流模型约束大涡模拟模拟;一类是基于湍动能K方程的显示大涡模拟模型。这两个模型,均实现了二次冲击Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合宽度和结构演化的良好的预测,为未来工程应用模拟混合转捩问题奠定了很好的基础。

关键词：二次冲击RM湍流混合约束大涡模拟统一预测新思路

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任意密度比下流体界面不稳定性全时精准演化理论

任意密度比下流体界面不稳定性全时精准演化理论

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：刘昌文张又升肖左利北京大学应用物理与技术研究中心北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预其前沿锋面位置及其空间曲率的演化,具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提... 详细信息

Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预其前沿锋面位置及其空间曲率的演化,具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提出的势流思想,发展了若干能较好预测势流阶段锋面位置演化的理论模型。但到目前为止,尚未见到能同时准确预测前沿锋面位置及其空间曲率的全时演化理论模型。本文借鉴Layzer势流思想,提出双点源型势函数,并基于滑移边界假设给出分层流体内部的波数关系,最终成功实现对任意密度比下锋面前缘位置及其曲率的全时演化预测。此外,本文通过新模型进一步得到了前沿锋面增长率及其空间曲率的非线性耦合机制。揭示了初始曲率对前沿锋面增长率的影响及演化过程中非线性阶段的"overshot"现象的物理起源。理论预测结果和模拟数据的高度一致,证明了本理论模型的准确性,预期该模型会对单模Rayleigh-Taylor不稳定性研究具有重要意义。

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性 Layzer势流思想全时演化理论模型非线性耦合机制

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激光惯性约束聚变中光学汤姆逊散射研究进展

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强激光与粒子束 2020年第9期32卷 52-65页

作者：李志超赵航龚韬李欣杨冬蒋小华郑坚刘永刚刘耀远陈朝鑫李三伟李琦潘凯强郭亮理玉龙徐涛彭晓世吴畅书张桦森郝亮蓝可陈耀桦郑春阳古培俊王峰蔡洪波郑无敌邹士阳杨家敏江少恩张保汉朱少平丁永坤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 中国科学技术大学工程与应用物理系合肥230026

当前,激光惯性约束聚变在越来越接近点火的极端能量密度条件下,实验与模拟的偏离逐渐增大,一个关键原因是缺乏对黑腔等离子体状态及其影响黑腔能量学和内爆对称性的细致研究和判断。光学汤姆逊散射主动式、诊断精确、参数完备的优点,使... 详细信息

当前,激光惯性约束聚变在越来越接近点火的极端能量密度条件下,实验与模拟的偏离逐渐增大,一个关键原因是缺乏对黑腔等离子体状态及其影响黑腔能量学和内爆对称性的细致研究和判断。光学汤姆逊散射主动式、诊断精确、参数完备的优点,使之成为激光惯性约束聚变黑腔等离子体状态参数精密诊断的标准方法。中国面向激光惯性约束聚变研究的光学汤姆逊散射实验技术的发展与神光系列激光装置的建设和在其上开展的物理实验紧密相关。近年来,四倍频汤姆逊散射实验技术在神光III原型和100 kJ激光装置上相继建立,部分实验结果不仅加深了对激光惯性约束聚变靶物理的认识,还反映了实验条件对汤姆逊散射诊断的影响,促进了实验技术的精密化发展。在未来,还需要进一步发展多支路汤姆逊散射、五倍频汤姆逊散射和超热相干汤姆逊散射等新技术,面向点火黑腔条件,大幅提升激光等离子体状态参数的诊断精度,开展新物理机制的探索和研究,在激光惯性约束聚变和其他高能量密度物理科学领域发挥更重要的作用。

关键词：激光惯性约束聚变光学汤姆逊散射等离子体状态参数激光等离子体不稳定性

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结合通信重排和消息合并的通信调度方法研究

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计算机工程与科学 2020年第2期42卷 191-196页

作者：彭晋韬杨章刘青凯张倩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京100088

网络通信对于高性能计算机应用至关重要。当前,随着数值模拟应用的复杂化和并行规模的不断提升,应用软件对于缓解拥塞和减少通信协议开销的需求愈发迫切。传统的消息合并方法只以减少通信协议开销和延迟为目标,所以针对小消息进行合并... 详细信息

网络通信对于高性能计算机应用至关重要。当前,随着数值模拟应用的复杂化和并行规模的不断提升,应用软件对于缓解拥塞和减少通信协议开销的需求愈发迫切。传统的消息合并方法只以减少通信协议开销和延迟为目标,所以针对小消息进行合并。与之不同的是,从调度算法的角度提出了一种通过消息重排以减缓大消息网络拥塞,并基于优先级合并消息来提高网络有效利用率的算法。实验表明,该算法针对真实应用的通信性能最大可以提升41%,平均对每个应用提升了10%。

关键词：通信优化调度算法通信重排消息合并

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高维参数不确定爆轰的不确定度量化

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兵工学报 2020年第4期41卷 692-701页

作者：梁霄陈江涛王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

由于测量技术等因素导致物理参数的随机波动,加上化学反应率方程、状态方程均是唯象建模,使得爆轰系统含有不同类型的高维相关不确定度。评估输入不确定度对输出结果的影响具有重要的理论意义和应用价值。针对参数敏感的绕爆问题拐角效... 详细信息

由于测量技术等因素导致物理参数的随机波动,加上化学反应率方程、状态方程均是唯象建模,使得爆轰系统含有不同类型的高维相关不确定度。评估输入不确定度对输出结果的影响具有重要的理论意义和应用价值。针对参数敏感的绕爆问题拐角效应,使用基于回归方法的非嵌入多项式混沌方法研究此问题的不确定度量化。使用Rosenblatt变换将一列相关随机变量组转化成服从独立标准均匀分布的随机变量组。先用采样法将积分转化成欠定线性方程组,进而选择优化方法求解回归方程,再借助基追踪方法将优化问题转化成线性规划问题。给出拐角附近拉格朗日参考点的速度分量、压力、位置的期望和置信区间。结果表明:拐角处位置临近的两个拉格朗日参考点,轨迹差别很大;不确定度随着时间演化而逐渐增加,预测系统的长期动力行为难度加大;研究方法可推广到其他爆轰问题。

关键词：爆轰不确定度量化基追踪非嵌入多项式混沌绕爆回归 Rosenblatt变换

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