检索结果-内蒙古大学图书馆

计算力学学报 2024年第1期41卷 145-152页

作者：田铖江思雅符松清华大学航天航空学院北京100084 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

分离涡模拟DES是压气机流动模拟中常用的高保真湍流模式。为了使DES准确解析湍流,数值耗散必须限制在合理范围内。然而,当前的压气机流动DES类研究工作中仍然普遍采用高耗散的迎风格式。本文首先基于DES类方法计算的各向同性衰减湍流结... 详细信息

分离涡模拟DES是压气机流动模拟中常用的高保真湍流模式。为了使DES准确解析湍流,数值耗散必须限制在合理范围内。然而,当前的压气机流动DES类研究工作中仍然普遍采用高耗散的迎风格式。本文首先基于DES类方法计算的各向同性衰减湍流结果,定量比较了多种不同数值格式的耗散,证实了高耗散迎风格式严重低估中高波数湍流能量。高阶重构格式可以一定程度上改善该问题,但能量耗散仍然过高。本文在高阶重构的基础上,进一步引入自适应耗散函数修改Riemann求解器,构造了自适应耗散格式。该格式在全波数范围都能准确地预测湍流能谱。将该格式配合DES类方法模拟跨声速离心压气机流动,其预测的压比相比于三阶迎风格式,更加接近实验结果。此外,自适应耗散格式显著提高了中小尺度流动结构的分辨率。分析表明,在使用DES类方法模拟压气机流动时,有必要采用数值耗散较低的离散格式,以准确预测压气机总体性能和流动结构。本文构造的自适应耗散格式是一种良好选择。

关键词：压气机分离涡模拟DES 数值耗散迎风格式自适应耗散格式

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单体相移深度神经网络学习共振截面的网络构建与训练

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现代应用物理 2025年第1期 113-122+140页

作者：胡泽华应阳君北京应用物理与计算数学研究所

近期提出的单体相移深度神经网络(single phase-shift deep neural network, SPDNN),因其网络规模小、学习精度高，成为首个复杂中子共振截面拟合与评价的实用深度学习工具。在SPDNN学习共振截面的过程中，诸多因素显著影响网络的训练... 详细信息

近期提出的单体相移深度神经网络(single phase-shift deep neural network, SPDNN),因其网络规模小、学习精度高，成为首个复杂中子共振截面拟合与评价的实用深度学习工具。在SPDNN学习共振截面的过程中，诸多因素显著影响网络的训练效果、训练效率以及训练模型的泛化性。这些因素包括：决定网络相移层大小的共振截面频谱范围与频段宽度、隐藏层的数目、每层神经元的数目、激活函数、损失函数、训练步数和训练数据的预处理等。为了进一步提升SPDNN在共振截面研究中的实用性，详细考察了这些因素对网络拟合性能的影响。通过考察，确定了SPDNN在共振截面研究中适宜的网络构建和训练方法，助力推动SPDNN的广泛应用。

关键词：单体相移神经网络中子共振截面核数据评价神经网络训练频谱

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高空离轨发动机流场红外辐射特性研究

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中国光学 2022年第2期15卷 259-266页

作者：郑鸿儒马岩范林东任翔北京跟踪与通信技术研究所北京100094 长光卫星技术有限公司长春130000 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

高超声速飞行器大攻角机动时,其离轨发动机产生的喷流与高速稀薄的大气来流产生强烈干扰,流场情况复杂,流场红外辐射也是天基红外系统探测的标志性事件。本文针对高超声速飞行器发动机喷流与稀薄来流的相互干扰情况,采用数值求解Navier-... 详细信息

高超声速飞行器大攻角机动时,其离轨发动机产生的喷流与高速稀薄的大气来流产生强烈干扰,流场情况复杂,流场红外辐射也是天基红外系统探测的标志性事件。本文针对高超声速飞行器发动机喷流与稀薄来流的相互干扰情况,采用数值求解Navier-Stokes方程模拟干扰流场,采用逐线积分法得到气体红外辐射特性,结合反向蒙特卡洛方法计算得到飞行器在94公里飞行高度下,无来流、不同来流攻角、不同来流速度下的尾焰流场红外辐射特性,并针对低轨卫星的可观测性进行了评估。仿真结果表明,对于给定观测位置,在无风条件下,红外辐射在各个波段下的强度较低,最大值在10^(−9) W/m^(2)量级。而在来流攻角影响下,流场红外信号强度显著上升,且来流攻角、来流速度越大,强度越大,最大值在10^(−6) W/m^(2)量级。大气衰减效应对不同观测位置的可观测性影响较大。本文结果可为高超声速飞行器红外预警和反导提供参考。

关键词：高空羽流喷流与来流干扰红外辐射反向蒙特卡洛方法

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时空一致高精度格式进展与展望

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中国基础科学 2024年第6期26卷 44-64页

作者：汪玥李诗一罗冬密陈艺冰北京应用物理与计算数学研究所北京100094

健壮高效的高精度格式设计一直是计算流体力学领域最具挑战性的问题之一。近年来,时空一致高精度格式得到了蓬勃发展,成为这一领域的研究热点。重点回顾单步框架下时空一致高精度格式的基本思想和统一框架,介绍三大类时空高精度格式的... 详细信息

健壮高效的高精度格式设计一直是计算流体力学领域最具挑战性的问题之一。近年来,时空一致高精度格式得到了蓬勃发展,成为这一领域的研究热点。重点回顾单步框架下时空一致高精度格式的基本思想和统一框架,介绍三大类时空高精度格式的代表性成果及最新研究进展,并展望未来其在百亿亿次异构计算机及其他新兴领域的拓展应用。这些研究对于武器物理、惯性约束聚变、航空航天等国防工程及工业领域的发展具有重要意义。

关键词：计算流体力学时空一致高精度数值模拟

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界面不稳定性诱导的湍流混合问题的RANS统一预测新思路

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空气动力学学报 2024年第9期42卷 1-13,I0001页

作者：谢寒松肖梦娟张又升北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088

准确预测由Rayleigh-Taylor(RT)、Richtmyer-Meshkov(RM)和Kelvin-Helmholtz(KH)等流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合问题具有重要的科学意义和工程价值。在工程实践中,利用雷诺平均湍流模型(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)模拟上述问题是当前及可见的未来最主流的方法。RANS模型主要包括物理模型和模型系数两方面。然而,在实际工程中,存在各类复杂性问题及其相互耦合,使得采用同一套RANS模型统一预测不同混合问题变得极具挑战,而这又是RANS模型能落地工程应用的前提条件。为解决上述问题,本研究直面工程应用,基于整体论思维观提出了实现RANS渐近理想统一预测的新思路,给出了系统确定湍流混合模型系数的新方法,并将其应用至混合领域内的k-L、k-ε和BHR三类(含亚类)主流的RANS混合模型,均实现了同一套湍流混合模型对不同混合问题的统一预测,证明了所提思路和方法在混合领域的适用性和鲁棒性。本工作可为RANS湍流混合模型的工程化应用奠定基础,其核心思路也可望延拓应用至其他领域的湍流模型上。

关键词：湍流混合统一预测 RANS模型模型系数

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金属微层裂模拟中的抗拉伸不稳定人为应力方法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第2期52卷 65-75页

作者：刘军曹衍闯熊俊王裴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

金属微层裂是金属在熔化状态下近表面物质的一种拉伸破坏现象,由于该问题的复杂性,一直以来模拟与实验的定量化对比存在难度.本文使用有限元方法模拟了爆轰冲击金属锡微层裂现象,发现微层裂区的模拟出现非物理现象,从而导致自由面速度... 详细信息

金属微层裂是金属在熔化状态下近表面物质的一种拉伸破坏现象,由于该问题的复杂性,一直以来模拟与实验的定量化对比存在难度.本文使用有限元方法模拟了爆轰冲击金属锡微层裂现象,发现微层裂区的模拟出现非物理现象,从而导致自由面速度和微层裂区密度分布均难以比对实验自由面DPS测速及X光结果.针对有限元模拟中出现的微层裂区密度、速度不连续等非物理现象,本文提出了一种抗拉伸不稳定人为应力方法.引入抗拉伸不稳定人为应力后的模拟结果表明:金属微层裂区密度、速度连续性有极大改善,自由面网格脱离现象得到有效抑制,在密度分布及自由面速度上均能够与实验较好符合.通过定量化对比分析认为,虽然抗拉伸不稳定人为应力是并不真实存在的虚假应力,但其作用于金属微层裂稀疏区能够达到稳定计算、减弱或消除非物理现象的作用,具有作用范围限定强、幅值小、不影响原格式守恒性等特点.本文研究突破了金属微层裂模拟与实验难以定量对比的瓶颈问题,为金属微层裂动力学规律分析及物理模型研究提供了重要的模拟技术支撑.

关键词：人为应力拉伸不稳定微层裂有限元方法

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面向复杂装配体模型的两级并行曲面网格生成

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计算机工程 2024年第6期50卷 321-327页

作者：徐权冷珏琳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京100094 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900

针对实际工程应用中的大规模数值模拟需求,面向复杂几何装配体模型,提出一种适配高性能计算机分布式共享存储体系的两级并行曲面网格生成方法。首先提取几何模型的关键特征,基于关键特征构建网格尺寸场并预估出每个几何实体内的网格规... 详细信息

针对实际工程应用中的大规模数值模拟需求,面向复杂几何装配体模型,提出一种适配高性能计算机分布式共享存储体系的两级并行曲面网格生成方法。首先提取几何模型的关键特征,基于关键特征构建网格尺寸场并预估出每个几何实体内的网格规模大小;然后基于模型几何实体的相邻关系和预估的网格规模建立模型实体间的邻接关系图,通过图剖分算法将几何模型分解为不同的子模型,将子模型分配到不同的进程内;最后在各进程内按照“点-线-面”的顺序依次并行生成点网格、线网格和面网格。在曲面网格并行生成中采取进程和线程混合的并行方式,不同子模型之间采用消息传递接口并行,同一个子模型的不同几何曲面之间采用OpenMP并行。通过三峡大坝模型对该方法进行验证,结果表明,通过分析算法的并行效率、通信最小化和负载平衡,该方法可以在数千处理器核上获得40%的并行效率,不同进程间的通信量较少,且可以获得良好的负载平衡。

关键词：曲面网格生成区域分解并行网格生成装配体模型图剖分

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生成式人工智能对涉密信息系统安全的促进与挑战

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信息安全与通信保密 2024年第8期 30-40页

作者：王昊曾思良薛振伟朱行林温博远北京应用物理与计算数学研究所北京100094

涉密信息系统是存储、处理国家秘密的计算机信息系统。近年来,随着生成式人工智能的快速发展,其通过已有知识快速推断生成大量数据的“涌现”能力被应用在网络攻防的各个领域,促进了网络安全技术的加速迭代。从涉密信息系统安全要点出发... 详细信息

涉密信息系统是存储、处理国家秘密的计算机信息系统。近年来,随着生成式人工智能的快速发展,其通过已有知识快速推断生成大量数据的“涌现”能力被应用在网络攻防的各个领域,促进了网络安全技术的加速迭代。从涉密信息系统安全要点出发,结合生成式人工智能的现有能力和应用场景,系统地阐述了以大语言模型为代表的生成式人工智能技术给涉密信息系统安全带来的促进作用和挑战。此外,从实践角度出发,针对涉密信息系统管理人员,从生成式人工智能的使用和防护2个方面给出了针对性建议。

关键词：涉密信息系统人工智能网络安全大语言模型

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激光辐照下熔石英表面损伤的原子模拟

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物理学报 2023年第15期72卷 184-191页

作者：张学阳陈军胡望宇湖南工程学院计算科学与电子学院湘潭411104 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关... 详细信息

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关重要.本文采用大规模非平衡分子动力学模拟方法和适用于动态过程的微结构分析技术,研究激光加载下熔石英表面的损伤过程,基于理论研究的高温等离子体火球模型模拟高温熔石英等离子体球对熔石英表面的破坏,通过跟踪局域结构、温度分布和表面形貌状态,分析影响熔石英表面损伤的因素.研究表明,高温熔石英球的尺寸、距表面的距离和温度都对熔石英表面的破坏具有重要的影响.本文可为认识激光辐照下熔石英中复杂的损伤过程提供指导.

关键词：激光辐照损伤熔石英分子动力学

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氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性理论研究

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强激光与粒子束 2022年第7期34卷 90-98页

作者：沈伯昊董烨周前红杨温渊董志伟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研究生部北京100088

建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D^(+)离子比例、降低D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并... 详细信息

建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D^(+)离子比例、降低D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并降低靶面场强幅值,这些方式有利于离子汇聚传输和降低靶面击穿风险。随加速电压的增加,离子引出稳定工作区域范围呈现先增加后减小的趋势。增加D^(+)离子比例、减小D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度,均会显著增加离子引出稳定工作区域范围。

关键词：混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型

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