检索结果-内蒙古大学图书馆

非正交网格上满足极值原理的扩散格式

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计算数学 2021年第1期43卷 1-16页

作者：袁光伟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

构造了非正交网格上扩散方程新的非线性单元中心型有限体积格式,证明了该格式满足离散极值原理,且在适当条件下具有强制性、以及在离散H^(1)范数下解的有界性和一阶收敛性.

关键词：扩散方程非线性有限体积格式离散极值原理有界性收敛性

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模拟微观世界:从薛定谔方程到大原子模型

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物理 2024年第7期53卷 431-441页

作者：张林峰王涵北京科学智能研究院北京100080 北京深势科技有限公司北京100080 北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京100094 北京大学工学院应用物理与技术研究中心北京100871

随着人工智能技术的飞速发展,其与物理建模的结合为微观尺度的科学研究带来了革命性的工具。文章介绍了从薛定谔方程出发的量子力学近似求解方法到大原子模型(LAM)的发展历程,并特别关注机器学习技术在原子尺度模拟中的应用。文中首先... 详细信息

随着人工智能技术的飞速发展,其与物理建模的结合为微观尺度的科学研究带来了革命性的工具。文章介绍了从薛定谔方程出发的量子力学近似求解方法到大原子模型(LAM)的发展历程,并特别关注机器学习技术在原子尺度模拟中的应用。文中首先讨论人工智能与物理建模结合的理论基础,随后深入分析这一结合在原子尺度模拟中的实现方式,包括机器学习模型的构建和训练策略。还探讨了数据积累、软件工具和工程基础设施对推动该领域进步的重要性,并展望了大原子模型在未来科学研究和工业应用中的潜在影响。通过不断的技术创新和跨学科合作,大原子模型将在材料科学、化学工程、生物技术等多个领域发挥重要作用,推动科学研究和工业应用进入新的发展阶段。

关键词：人工智能物理建模量子力学大原子模型原子尺度模拟

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磁绝缘线振荡器中模式竞争的物理分析和数值模拟

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物理学报 2020年第19期69卷 315-323页

作者：杨温渊董烨孙会芳董志伟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

作为一种紧凑型高功率微波器件,磁绝缘线振荡器在起振过程中容易出现模式竞争现象,如果不能对其进行有效抑制,可能导致器件的最终输出性能下降.由于磁绝缘线振荡器中波束互作用区通常采用同轴盘荷波导作为其慢波结构,因此本文从同轴盘... 详细信息

作为一种紧凑型高功率微波器件,磁绝缘线振荡器在起振过程中容易出现模式竞争现象,如果不能对其进行有效抑制,可能导致器件的最终输出性能下降.由于磁绝缘线振荡器中波束互作用区通常采用同轴盘荷波导作为其慢波结构,因此本文从同轴盘荷波导中几个可能被相对论电子束激发的低阶本征模与电子束之间的色散关系入手,分析了三种类型的模式竞争的特点、产生的可能原因以及削弱方法.基于以上分析,给出了一种高功率紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的物理模型,并利用全电磁三维粒子程序对其进行了冷腔和热腔的数值模拟.结果表明,由于结构不完全对称和电子发射可能存在一定的非均匀性,器件运行初期互作用区有竞争模式HEM11模出现,与理论分析一致;起振一小段时间后(10 ns左右),互作用区基模增长加快,高阶模被抑制.进一步优化后器件在基模获得了高效率和高功率微波输出,饱和时输出功率约为8.1 GW,输出效率达到了18%,模式纯度约为97%.本文研究结果可为磁绝缘线振荡器运行过程中出现的竞争模式的识别和输出性能优化提供理论参考和依据.

关键词：磁绝缘线振荡器模式竞争数值模拟

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稀疏线性解法器特征修正并行预条件算法框架

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计算物理 2023年

作者：徐小文莫则尧胡少亮安恒斌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计算物理重点实验室

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题，本文提出了特征修正预条件算法统一框架，通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征，结合多层次特征分析，构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用... 详细信息

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题，本文提出了特征修正预条件算法统一框架，通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征，结合多层次特征分析，构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效，展示了该框架的有效性。

关键词：稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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束匀滑光束偏折现象的模拟

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物理学报 2020年第7期69卷 144-151页

作者：李斌刘占军郝亮郑春阳蔡洪波何民卿北京应用物理与计算数学研究所北京100094

达到高能量密度物理状态后,光束在介质中的传播行为与经典光学研究范畴相比,会出现一些新现象.比如在各向同性介质内可出现光束传播方向改变的现象.另一方面,高能量密度物理实验中由高功率激光器产生的束匀滑光束较为常见.本文分析了空... 详细信息

达到高能量密度物理状态后,光束在介质中的传播行为与经典光学研究范畴相比,会出现一些新现象.比如在各向同性介质内可出现光束传播方向改变的现象.另一方面,高能量密度物理实验中由高功率激光器产生的束匀滑光束较为常见.本文分析了空间和时间束匀滑光束在各向同性等离子体传播中出现束偏折现象的机制和条件,并利用三维激光等离子体相互作用程序LAP3D进行了验证.模拟表明只有当同时发生成丝不稳定性和存在离子声速量级的横向流时束匀滑激光才会产生显著的束偏折现象.

关键词：高能量密度物理光束传播束匀滑光束束偏折

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层裂损伤孔洞增长模型参数的确定方法及其应用

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物理学报 2020年第20期69卷 262-268页

作者：张凤国刘军何安民王裴王昆周洪强赵福祺北京应用物理与计算数学研究所北京100094

基于自由面速度曲线及其与层裂面处物理量变化之间的关联,考虑层裂损伤演化过程中波的传播与相互作用,进一步探讨了损伤演化过程中的临界状态,分析了孔洞增长层裂损伤模型参数所包含的物理涵义,并给出基于物理的模型参数确定方法.通过... 详细信息

基于自由面速度曲线及其与层裂面处物理量变化之间的关联,考虑层裂损伤演化过程中波的传播与相互作用,进一步探讨了损伤演化过程中的临界状态,分析了孔洞增长层裂损伤模型参数所包含的物理涵义,并给出基于物理的模型参数确定方法.通过对两种典型延性金属OFHC铜和钽层裂实验结果的模拟,验证了该方法的合理性.本文给出的参数确定方法不仅可以扩展模型的适用范围,有效提高计算结果的可信度,同时,也为其他层裂损伤模型参数的确定提供了很好的借鉴作用.

关键词：延性金属层裂损伤孔洞增长损伤模型参数确定

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面向高性能数值模拟的并行网格生成软件研制

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空气动力学学报 2022年第5期40卷 134-145页

作者：郑澎冷珏琳徐权刘田田杨洋高俊琪董庆利中国工程物理研究院计算机应用研究所绵阳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

网格是开展大多数数值模拟计算的必要条件。面向高性能数值模拟应用,几何结构日趋复杂,局部特征日趋精细,网格规模将达到十亿规模以上,这就要求网格生成既要高效处理复杂模型,又要自适应刻画局部特征,更要考虑大规模网格向解算器的低开... 详细信息

网格是开展大多数数值模拟计算的必要条件。面向高性能数值模拟应用,几何结构日趋复杂,局部特征日趋精细,网格规模将达到十亿规模以上,这就要求网格生成既要高效处理复杂模型,又要自适应刻画局部特征,更要考虑大规模网格向解算器的低开销传输,因此研制并行网格生成软件对推动高性能数值模拟应用具有重要价值。首先从算法研究、软件产品化两个层次论述相关领域的国内外情况,接着介绍了自主可控软件SuperMesh的架构设计和关键技术进展,最后探讨了并行网格生成技术的未来发展方向。

关键词：高性能数值模拟并行网格生成软件产品化架构设计自主可控

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一类抛物型界面问题的正则性分析

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应用数学进展 2023年第2期12卷 645-678页

作者：史雪婷杨田洁中国工程物理研究院北京北京应用物理与计算数学研究所北京

界面问题用于各种工程应用和物理、化学、生物现象的建模,特别是涉及具有不同扩散性、密度、渗透性或导电性的多种不同材料的现象,其在界面上由一定条件耦合。本文考虑具有溶解质输运的线性两相流模型,分别在相界面处耦合非完美界面条件... 详细信息

界面问题用于各种工程应用和物理、化学、生物现象的建模,特别是涉及具有不同扩散性、密度、渗透性或导电性的多种不同材料的现象,其在界面上由一定条件耦合。本文考虑具有溶解质输运的线性两相流模型,分别在相界面处耦合非完美界面条件和Henry界面条件。由于解在界面上的跳跃使得解在各自材料区域上具有比在整个区域上更高的正则性,针对这类界面问题的正则性分析,本文给出一个完整的泛函分析过程,采用De Giorgi迭代方法证明该模型弱解的相关性质,进而证明弱解及其梯度的Hölder连续性。此外,对于Henry界面问题,本文给出了梯度的Lq估计(存在q > 2)。

关键词：对流扩散方程非完美界面条件 Henry界面条件 De Giorgi迭代 H?lder连续性

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相场模拟研究AZ31B镁合金的动态再结晶

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高压物理学报 2024年第3期38卷 49-58页

作者：许可盛杰刘瑜黄厚兵施小明宋海峰北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京100094 北京科技大学数理学院北京100083

镁合金被广泛应用于材料科学、航空航天及军事装备等领域。实验发现,镁合金材料在动态加载下的力学响应与介观尺度不连续动态再结晶紧密相关。为此,构建了镁合金动态再结晶的相场模型,以AZ31B镁合金为研究对象,模拟了不同温度(250~400℃... 详细信息

镁合金被广泛应用于材料科学、航空航天及军事装备等领域。实验发现,镁合金材料在动态加载下的力学响应与介观尺度不连续动态再结晶紧密相关。为此,构建了镁合金动态再结晶的相场模型,以AZ31B镁合金为研究对象,模拟了不同温度(250~400℃)、低应变率(0.01~1.00 s^(-1))加载下的不连续动态再结晶演化过程。再结晶相场模型耦合了塑性应变,实现了应力-应变曲线与再结晶组织演化的迭代求解。模拟发现,再结晶晶粒的体积分数和平均晶粒尺寸随温度的升高而明显增大,随应变率的增大而减小。

关键词：相场模拟镁合金动态再结晶力学响应

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一种基于双前沿推进的边界层网格生成算法

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计算力学学报 2022年第1期39卷 42-48页

作者：刘田田董庆利杨洋冷珏琳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绵阳621900

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几... 详细信息

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几何特征以保证边界层网格的质量。双前沿推进思想同时适用于多块结构网格和混合网格的边界层网格生成。多个模型网格实例验证了算法的有效性。

关键词：边界层网格双前沿推进自动生成多块结构网格混合网格

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