检索结果-内蒙古大学图书馆

空气动力学学报 2021年第1期39卷 138-156页

作者：李妍慧陈琮巍任玉新孙振生王秋菊清华大学航天航空学院北京100084 火箭军工程大学西安710025 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

本文综述了我们在高精度有限差分格式的色散优化和耗散控制方面的研究进展。首先,我们提出了半离散有限差分格式色散和耗散相互独立的充分条件,实现了差分格式色散和耗散特性的独立调节。在此基础上,提出了色散最小、耗散可控的高精度... 详细信息

本文综述了我们在高精度有限差分格式的色散优化和耗散控制方面的研究进展。首先,我们提出了半离散有限差分格式色散和耗散相互独立的充分条件,实现了差分格式色散和耗散特性的独立调节。在此基础上,提出了色散最小、耗散可控的高精度差分格式,称为MDCD格式。MDCD格式已经得到了广泛应用,取得了很好的计算效果,但其主要缺点是耗散的调节依赖于经验。为了解决这一问题,我们进一步提出耗散的自适应调节方法。具有自适应耗散特性的高精度有限差分格式的基本特征是,差分格式的耗散能够随解的局部尺度自适应调节。为了构造这类格式,我们提出了一种新型的尺度识别器,它能够以等效无量纲波数的形式来定量衡量数值解的局部长度尺度。在此基础上,设计差分格式耗散参数与尺度识别器得到的等效无量纲波数之间的关系,从而构造了一类色散最小、耗散自适应的差分格式,称为MDAD格式。为了计算含有间断的问题,同时保持在光滑区的良好耗散特性,我们利用尺度识别器对一种经典的激波探测器进行改进,提出了一种新的激波探测器,并将自适应耗散格式与对应的WENO格式相混合,得到自适应耗散混合格式。近似色散关系显示该混合格式兼具高分辨率和鲁棒性。多个含间断流场的标准算例测试结果显示,自适应耗散混合格式具有良好的分辨率和激波捕捉能力。

关键词：自适应耗散格式低色散格式混合格式尺度识别器激波探测器

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各向异性超表面宽带高效极化转换

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北京工业大学学报 2024年第12期50卷 1399-1408页

作者：刘立英安泽琳王凤聚艾立宏王如志北京工业大学物理与光电工程学院北京100124 北京航天长征飞行器研究所试验物理与计算数学重点实验室北京100076 首都航天机械有限公司北京100076 北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

为了实现水平方向和垂直方向入射电磁波的高效率、宽带反射型交叉极化转换,提出了一种各向异性超表面结构,使用数值模拟仿真方法以及有限元分析方法进行研究。结果表明,所设计双十字结构超表面的电磁响应谱产生了4个共振区,从而导致了... 详细信息

为了实现水平方向和垂直方向入射电磁波的高效率、宽带反射型交叉极化转换,提出了一种各向异性超表面结构,使用数值模拟仿真方法以及有限元分析方法进行研究。结果表明,所设计双十字结构超表面的电磁响应谱产生了4个共振区,从而导致了极化转换带宽的扩展。响应频段覆盖了Ku波段的10.7~18.7 GHz,其极化转换率(polarization conversion ratio,PCR)大于0.94。此外,在入射波角度为0°~50°内,都能保持较高的极化转换性能。该极化转换器具有简单的几何形状和较宽的工作频带,可能在伪装隐身、雷达通信和天线等应用中具有潜在的价值。

关键词：计算仿真极化转换双十字超表面宽带 Ku波段等效电路

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含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法

含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法

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作者：王丽芳周洪波宋海峰吕广宏高兴誉侯鹏伟李宇浩郑晖孙博 100083 北京市海淀区花园路6号

本发明提供了一种含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法，涉及微观动力学技术领域，该方法包括：获取含缺陷金属材料面向动力学蒙特卡洛模拟的微观动力学事件的演化行为模型；其中，微观动力学事件包括缺陷结合/解离事件、缺陷发... 详细信息

标准号: CN114528698A

本发明提供了一种含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法，涉及微观动力学技术领域，该方法包括：获取含缺陷金属材料面向动力学蒙特卡洛模拟的微观动力学事件的演化行为模型；其中，微观动力学事件包括缺陷结合/解离事件、缺陷发射/吸收事件和缺陷扩散事件中的任意一个或多个事件；基于高效物理建模算法获取动力学演化行为模型中的目标参数，建立目标参数的高效物理模型；其中，高效物理模型为反映目标参数随缺陷信息的高概率变化规律的近似模型，缺陷信息包括缺陷类型和缺陷尺寸。本发明能够降低动力学演化行为分析复杂度，提升了对于含缺陷金属材料的动力学演化行为的建模效率及分析效率。

关键词：动力学微观动力学金属材料目标参数缺陷信息物理模型行为模型建模变化规律分析效率近似模型缺陷扩散缺陷类型算法获取物理建模吸收事件行为分析复杂度高概率解离发射

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模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置

模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置

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作者：刘瑜黄厚兵宋海峰盛杰武帅杨超王越超韩国民孙博施小明 100083 北京市海淀区花园路6号

本发明公开了一种模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置，采用各向异性的弹性常数建立了耦合各向异性弹性能的氢化点腐蚀相场模型，并利用插值函数的方法构造等效弹性常数来表征体系的非均匀性，适用于各向异性的金属材料，可模... 详细信息

标准号: CN114330053B

本发明公开了一种模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置，采用各向异性的弹性常数建立了耦合各向异性弹性能的氢化点腐蚀相场模型，并利用插值函数的方法构造等效弹性常数来表征体系的非均匀性，适用于各向异性的金属材料，可模拟金属材料因弹性各向异性生长导致的形貌差异，更好地展示了氢化点腐蚀的生长形貌特征；在点腐蚀相场模型中，采用有限元方法求解非周期边界条件的力学平衡方程，可以避免傅里叶变换求解周期性弹性场引起非周期性物理参数周期化的问题。

关键词：腐蚀金属材料求解氢化等效弹性常数各向异性弹性形貌傅里叶变换边界条件表面氢化表征体系插值函数弹性常数非均匀性非周期性力学平衡模拟金属物理参数形貌差异形貌特征耦合弹性场非周期周期化生长展示

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不同晶粒度高纯铜层裂损伤演化的有限元模拟

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物理学报 2021年第20期70卷 107-115页

作者：林茜谢普初胡建波张凤国王裴王永刚宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波315211 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用Voronoi方法构建了50,130和200μm三种晶粒度的高纯铜靶板,在晶界处随机预制损伤成核点,建立了平板撞击高纯铜靶板的二维轴对称计算模型,研究了晶粒度和加载应力对高纯铜层裂宏观力学响应和细观损伤演化的影响.基于自由面速度剖面... 详细信息

采用Voronoi方法构建了50,130和200μm三种晶粒度的高纯铜靶板,在晶界处随机预制损伤成核点,建立了平板撞击高纯铜靶板的二维轴对称计算模型,研究了晶粒度和加载应力对高纯铜层裂宏观力学响应和细观损伤演化的影响.基于自由面速度剖面特征分析,揭示了晶粒度和加载应力幅值对Pull-back速度回跳点位置、速度回跳斜率及回跳幅值的影响规律,论证了层裂强度与损伤区拉伸应力峰值相对应本质上表征微损伤早期长大临界应力;基于损伤演化云图特征分析,讨论了长大和聚集过程中微孔洞周围局域化塑性应变场的演变,揭示了晶粒度和加载应力对微孔洞聚集和应力松弛行为的影响.计算结果再现了层裂实验中材料内部的微孔洞长大、聚集的细观物理过程,进一步揭示其与宏观力学响应之间的内禀关系,这对认识层裂损伤演化机制和理论模型构建具有重要的意义.

关键词：层裂晶粒度数值模拟损伤演化

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电子束长程传输中离子通道的振荡特性研究

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强激光与粒子束 2021年第9期33卷 77-83页

作者：薛碧曦郝建红赵强张芳范杰清董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时... 详细信息

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。

关键词：离子通道等离子体环境长程传输 PIC模拟相对论电子束

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减反膜对单晶硅太阳能电池性能的影响分析

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 141-146页

作者：孙洪伟郝建红赵强范杰清张芳董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手... 详细信息

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手段。以提高电池效率为目标,对单晶硅太阳能电池的掺杂浓度和扩散长度等微观参数进行计算优化,分析了掺杂浓度和扩散长度变化对电池效率的影响。并在此基础上分析了不同类型的减反膜对于电池效率的影响,给出了最佳减反膜材料及其膜系厚度,并且结合镀膜后电池量子效率的变化验证了其准确性。结果表明,在优化电池掺杂浓度和扩散长度的基础上,选择合适的减反膜,电池效率最高可达20.35%,相比于优化前提高了8.25%。

关键词：减反膜硅太阳能电池光电转换效率等效电路模型

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复杂几何模型接触关系并行识别方法及应用

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计算机仿真 2022年第5期39卷 319-323页

作者：刘田田刘伟杰杨洋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

面向装配信息缺失的复杂几何模型结构分析问题,提出一种适用于任意曲面类型的接触关系并行识别方法。根据模型几何特征自动计算局部容差,采用基于局部容差的三角形碰撞检测技术进行接触识别,有效提升算法精度。利用多线程并行技术,结合... 详细信息

面向装配信息缺失的复杂几何模型结构分析问题,提出一种适用于任意曲面类型的接触关系并行识别方法。根据模型几何特征自动计算局部容差,采用基于局部容差的三角形碰撞检测技术进行接触识别,有效提升算法精度。利用多线程并行技术,结合包围盒筛选技术和空间划分技术提高识别效率。算法能高效地自动识别数百上千部件模型包含的接触关系。通过对复杂几何模型的测试表明,算法具有高精度、高效率的特点。最后,将接触关系识别的结果应用到实际工程模型的结构分析计算中,进一步验证了算法的有效性。

关键词：接触关系自动识别并行算法复杂几何模型结构分析计算

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靶丸支撑膜对ICF内爆性能影响的模拟研究

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计算物理 2020年第6期37卷 631-638页

作者：谷建法葛峰峻戴振生邹士阳北京应用物理与计算数学研究所北京100094

使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究靶丸支撑膜在惯性约束聚变氘氘(DD)气体靶内爆过程中的扰动演化过程及其对内爆性能的影响.二维模拟表明:靶丸支撑膜显著降低DD气体靶内爆的中子产额,二维模拟产额为一维结果的55.2%.... 详细信息

使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究靶丸支撑膜在惯性约束聚变氘氘(DD)气体靶内爆过程中的扰动演化过程及其对内爆性能的影响.二维模拟表明:靶丸支撑膜显著降低DD气体靶内爆的中子产额,二维模拟产额为一维结果的55.2%.内爆性能下降的主要物理机制是支撑膜使靶壳生成大幅度的尖钉深入DD气体区,使烧蚀层与DD气体之间物质界面处的电子热传导漏失功率显著增大,导致DD核反应速率显著降低,中子反应速率峰值时刻(bang-time时刻)提前.相比一维理想内爆的模拟结果,支撑膜引入的扰动显著降低bang-time时刻DD气体压强与内爆动能转化为DD气体内能的效率,壳层剩余动能相应大幅增加.

关键词：惯性约束聚变靶丸支撑膜流体力学不稳定性内爆性能

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地面与卫星太赫兹通信高频大气窗口分析

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强激光与粒子束 2021年第9期33卷 55-60页

作者：曹相春郝建红赵强张芳范杰清董志伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

较大的传输路径损耗限制了太赫兹无线通信在大气中的传输距离,要想实现地面与卫星之间太赫兹波的长程传输,必须先找到低衰减的大气透明窗口。本文结合我国大气分布特点,通过大气辐射传输模型工具am(atmospheric model)对大气吸收衰减建... 详细信息

较大的传输路径损耗限制了太赫兹无线通信在大气中的传输距离,要想实现地面与卫星之间太赫兹波的长程传输,必须先找到低衰减的大气透明窗口。本文结合我国大气分布特点,通过大气辐射传输模型工具am(atmospheric model)对大气吸收衰减建模进行分析,从中选定适合我国地面与卫星太赫兹通信的理想地基站点;利用真实大气数据和分层传输理论,计算了地面与卫星之间太赫兹通信的总路径损耗,结合信号发射功率、天线增益、信噪比、噪声功率值和相应的路径衰减阈值,给出了天线增益分别为0~100 dBi时10~15 THz频段内的总可用带宽和大气窗口;通过将高海拔平台作为地面与卫星之间太赫兹通信的中继链路,给出了1~15 THz频段内的可用大气窗口,为我国地面与卫星通信链路的建立、地基站点和通信频段的选取提供了理论和数值参考。

关键词：太赫兹无线通信大气传输模型大气窗口分层传输

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