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第十九届全国疲劳与断裂学术会议

作者：田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京 100190 北京应用物理与计算数学研究所北京 100088

相较于常规扩展有限元法(XFEM),改进型扩展有限元法(Improved XFEM)解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题,在数量级上提升了总体方程的求解效率,克服了现有方法在动力学问题中的能量正确传递、动态应力强度因子数值震荡、... 详细信息

相较于常规扩展有限元法(XFEM),改进型扩展有限元法(Improved XFEM)解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题,在数量级上提升了总体方程的求解效率,克服了现有方法在动力学问题中的能量正确传递、动态应力强度因子数值震荡、精度低下问题。本文基于改进型XFEM,采用Newmark 隐式时间积分算法,重点研究了动载荷作用下扩展裂纹尖端应力强度因子的求解方法,与静力学方法相比,增加了裂纹扩展速度项与惯性项的贡献。

关键词：改进型XFEM 条件性态良好动态裂纹应力强度因子线弹性断裂力学

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面向无网格法的质点生成算法

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计算机辅助工程 2018年第2期27卷 6-11页

作者：周词扬郑澎马智博刘敏娟中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900 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

介绍一种面向无网格数值模拟方法的质点生成算法。将四面体、三角形网格生成算法分别用于空间平面、曲面和实体模型,将网格单元的属性赋予单元内某一点作为质点,并生成对应质点集。为研究不同网格生成算法和质点生成算法对质点集的影响... 详细信息

介绍一种面向无网格数值模拟方法的质点生成算法。将四面体、三角形网格生成算法分别用于空间平面、曲面和实体模型,将网格单元的属性赋予单元内某一点作为质点,并生成对应质点集。为研究不同网格生成算法和质点生成算法对质点集的影响,提出一种质量评价标准,开展对不同算法组合的质量分析,得到网格生成算法和质点生成算法中的最佳组合。

关键词：无网格法质点生成质点集网格生成评价标准

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辐射烧蚀缩孔效应在光学汤姆逊散射诊断中的影响评估

辐射烧蚀缩孔效应在光学汤姆逊散射诊断中的影响评估

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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：李志超赵航李欣杨冬蒋小华邹世阳蔡洪波李三伟郭亮王峰杨家敏江少恩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

光学汤姆逊散射是激光惯性约束聚变实验研究中激光等离子体状态参数精密诊断的标准方法 ,其散射光谱数据的质量直接影响参数诊断的精度和完备性,因此需要深入理解各种干扰项的来源.最近神光Ⅲ主机装置上利用四倍频(263.3nm)探针光,开展... 详细信息

光学汤姆逊散射是激光惯性约束聚变实验研究中激光等离子体状态参数精密诊断的标准方法 ,其散射光谱数据的质量直接影响参数诊断的精度和完备性,因此需要深入理解各种干扰项的来源.最近神光Ⅲ主机装置上利用四倍频(263.3nm)探针光,开展了充气黑腔靶的汤姆逊散射实验研究1,获得的散射光谱的持续时间显著短于激光脉宽.

关键词：汤姆逊散射辐射烧蚀缩孔充气黑腔

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基于区域分解的大规模并行有限元快速算法研究

基于区域分解的大规模并行有限元快速算法研究

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第一届全国集成微系统科学技术及其建模与仿真学术交流会暨科学挑战专题强约束集成微系统领域十三五中期进展学术交流会

作者：王卫杰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北京100088

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一。基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想，我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法，并基于自主研发的高性能计算并行框架，完成了该算法的大规模并行实现，并行规模能够扩展到... 详细信息

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一。基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想，我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法，并基于自主研发的高性能计算并行框架，完成了该算法的大规模并行实现，并行规模能够扩展到数万CPU核。

关键词：有限元区域分解自适应计算离散扫频并行计算

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高温高压高密度物质的压缩性质、不透明度和输运系数研究

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中国基础科学 2018年第5期20卷 11-16页

作者：裴文兵杨家敏颜君邹士阳黄秀光王聪孟续军贾果孙今人中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800 中国工程物理研究院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京100084

高温高压高密度物质状态是天体演化和核武器动作过程等必然经历的极端状态。高温高压高密度物质的压缩性质、不透明度和输运性质研究是理解高能量密度物理现象和动力学演化规律的基础,对国家重大应用研究具有不可或缺的支撑作用。高温... 详细信息

高温高压高密度物质状态是天体演化和核武器动作过程等必然经历的极端状态。高温高压高密度物质的压缩性质、不透明度和输运性质研究是理解高能量密度物理现象和动力学演化规律的基础,对国家重大应用研究具有不可或缺的支撑作用。高温高压高密度物质状态具有强耦合、强非线性和多时空尺度等特征,亟待理论和实验研究的创新。为解决上述问题,本项目将依托神光系列激光装置,将高温高压高密度物质性质研究分解为两个关键科学问题:(1)高温高压高密度条件下中低Z物质微观结构和运动形态的表征;(2)含高温高密度环境效应的复杂离子结构物理建模,采取"理论与实验结合、基础与应用结合"的方式开展研究。基于理论研究对实验的需求,发展新的实验方法与诊断技术,实验上将突破4项关键技术问题,同时通过设计针对性的物理实验,获得精密的实验结果,改进、发展并检验相关理论和物理模型,提升对物理规律的认识,并将研究成果及时转移到应用研究中。

关键词：极端条件高温高压高密度压缩性质不透明度输运性质天体演化

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被动式冲击波图样测量用于黑腔中心辐射温度诊断研究

被动式冲击波图样测量用于黑腔中心辐射温度诊断研究

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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：谢旭飞霍文义彭晓世刘永刚李志超李琦蓝可李三伟杨冬郭亮蒋小华曹辉王峰杨家敏江少恩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

黑腔中心处靶丸驱动辐射流强度是影响靶丸压缩和内爆速度的重要物理量，其精确评估对于黑腔辐射场研究和内爆物理实验设计具有重要意义。然而，受限于黑腔辐射场的复杂性，长期以来并无成熟的实验方法开展黑腔中心处靶丸驱动辐射流测量。

关键词：冲击波图样被动式冲击波辐射温度充气黑腔

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激光间接驱动黑腔物理实验研究进展

激光间接驱动黑腔物理实验研究进展

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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：李三伟郭亮李欣蓝可杨冬李志超谢旭飞况龙钰张璐曹柱荣胡昕侯立飞王峰杨家敏邹士阳江少恩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

黑腔物理是激光间接驱动ICF中最重要的研究方向，其主要内容是在深入研究激光在黑腔中的传播和非线性相互作用、激光能量在腔壁中的沉积和X光转换过程、黑腔等离子体状态及其辐射特性的基础上，通过优化黑腔结构、腔壁材料和优化激光参... 详细信息

黑腔物理是激光间接驱动ICF中最重要的研究方向，其主要内容是在深入研究激光在黑腔中的传播和非线性相互作用、激光能量在腔壁中的沉积和X光转换过程、黑腔等离子体状态及其辐射特性的基础上，通过优化黑腔结构、腔壁材料和优化激光参数等，为靶丸实现聚变点火提供满足较高激光X光转换效率和较好辐射场空间对称性的高性能辐射驱动源。最近几年，中国工程物理研究院激光聚变研究中心与北京应用物理与数学研究所在神光Ⅲ原型装置和神光Ⅲ主机装置上开展了一系列黑腔物理分解实验研究和综合实验研究，从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性。这些工作让我们对黑腔能量学和辐射场分布的影响因素和规律有了更深入的认识。本文介绍了最近两年我国黑腔物理实验研究主要进展，包括柱腔金泡膨胀实验、LEH 激光堵孔实验和一些高性能黑腔优化探索实验结果，这些实验数据为进一步分析过去内爆对称性调控实验、以及未来点火腔型优化设计提供了实验依据。

关键词：黑腔物理黑腔优化能量学辐射流散射光

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惯性约束聚变中内爆混合的模型构建

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计算物理 2017年第4期34卷 379-386页

作者：于承新范征锋刘杰贺贤土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聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

从热斑质量方程和能量守恒方程入手,重新计算考虑混合后聚变燃料的比内能和比热容等热力学参数,分析混合效应在轫致辐射损失等能量输运方面的作用,构建有杂质混合情况的热斑燃烧动力学模型.根据静态模型中的热斑燃烧的功率平衡条件,研... 详细信息

从热斑质量方程和能量守恒方程入手,重新计算考虑混合后聚变燃料的比内能和比热容等热力学参数,分析混合效应在轫致辐射损失等能量输运方面的作用,构建有杂质混合情况的热斑燃烧动力学模型.根据静态模型中的热斑燃烧的功率平衡条件,研究烧蚀层杂质混合比例与点火阈值和热斑自持燃烧的关系.理论分析和数值计算表明,混合效应导致热斑中的轫致辐射增强是点火失败的重要因素之一.通过调整不同掺杂材料、混合浓度及混合方式,得到壳层混合与热斑面密度、热斑离子温度的演化之间的关系.最后,基于模拟结果给出两种降低混合影响的方法.

关键词：惯性约束聚变内爆混合热斑燃烧混合效应

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隐格式近似不可压四面体4节点大变形单元

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计算力学学报 2017年第6期34卷 690-697页

作者：肖桂仲陈成军肖世富田荣北京应用物理与计算数学研究所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总体工程研究所绵阳621999

由于在处理体积自锁方面的优势,近似不可压问题的大变形求解多采用六面体单元/网格,但对于复杂工程问题,由于网格剖分上的限制,往往更需要一种可以很好解决体积自锁的四面体单元。Bonet和Burton的平均节点压力4节点四面体单元是为数不... 详细信息

由于在处理体积自锁方面的优势,近似不可压问题的大变形求解多采用六面体单元/网格,但对于复杂工程问题,由于网格剖分上的限制,往往更需要一种可以很好解决体积自锁的四面体单元。Bonet和Burton的平均节点压力4节点四面体单元是为数不多能够较好处理体积自锁问题的四面体单元之一,但是该单元目前主要用于显式计算。利用单元平均压力对位移增量的精确方向导数,得到了严格的一致切线阵,保证了Newton-Raphson迭代的二阶收敛,从而使得该单元可以用于隐式计算。该单元的压力平均计算会耦合相邻单元的节点自由度,从而增加切线刚度阵的非零带宽,但不增加自由度总数。分别采用线性六面体选择缩减积分单元、标准线性四面体单元和本文的单元计算了3个近似不可压的典型算例。算例表明,本文推导的单元可以有效克服体积自锁,达到与常用六面体单元相近的效果,使得四面体网格可以方便地用于不可压问题的大变形隐式求解。

关键词：隐式有限元四面体单元大应变近似不可压体积自锁

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复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动理学建模与模拟

复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动...

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第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议

作者：许爱国张广财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研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 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

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本... 详细信息

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之间的区别与互补。宏观流动层面的非平衡(HNE,Hydrodynamic Non-Equilibrium)通常使用对应质量守恒、动量守恒和能量守恒的流体动力学方程组(Hydrodynamic equations)来描述。流体动力学模型的物理精度在很大程度上取决于本构关系的合理程度。非线性本构关系动理学机理的理解要求研究与宏观流动关系最密切的热动非平衡(TNE,Thermodynamic Non-Equilibrium)行为。

关键词：非平衡物理建模 Navier-Stokes方程 Boltzmann方程复杂物理场分析

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