检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2014年第3期34卷 300-306页

作者：于明张文宏于恒北京应用物理与计算数学研究所北京100094

首先用改进冲击波极曲线理论分析惰性介质对钝感炸药爆轰的约束作用类型。改进冲击波极曲线基于爆轰ZND模型建立在前导冲击波上,并且未反应炸药采用JWL状态方程,惰性介质采用p(ρ,T)形式状态方程。理论考察声速小于炸药CJ爆速且压缩性... 详细信息

首先用改进冲击波极曲线理论分析惰性介质对钝感炸药爆轰的约束作用类型。改进冲击波极曲线基于爆轰ZND模型建立在前导冲击波上,并且未反应炸药采用JWL状态方程,惰性介质采用p(ρ,T)形式状态方程。理论考察声速小于炸药CJ爆速且压缩性不同的6种典型惰性介质约束情况。然后用带三项式Lee-Tarver化学反应率的二维Lagrange流体力学方法数值模拟考察约束相互作用。数值考察约束介质的影响因素有:压缩性、厚度、典型双层介质组合约束。从数值结果看出,由介质压缩性的不同给出的约束作用方式共7种:其中6种出现在介质声速小于炸药CJ爆速条件下,可运用冲击波极曲线理论;另外一种出现在介质声速大于炸药CJ爆速条件下,不能使用冲击波极曲线理论。同时,介质厚度、双层介质组合方式也能够影响爆轰前导冲击波阵面形状以及爆轰化学反应流动状态。

关键词：爆炸力学约束效应改进冲击波极曲线惰性介质钝感炸药唯象化学反应率

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迭代方法中基于渐近规模的通信与计算比分析

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计算机学报 2013年第4期36卷 782-789页

作者：徐小文莫则尧武林平北京应用物理与计算数学研究所北京100094

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法.大量实际应用表明,迭代方法通常具有较高的通信与计算比,只有在粗粒度并行下才能取得较好的并行可扩展性能.而实际应用大规模计算的需求和当前多核/众核体系结构的发展... 详细信息

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法.大量实际应用表明,迭代方法通常具有较高的通信与计算比,只有在粗粒度并行下才能取得较好的并行可扩展性能.而实际应用大规模计算的需求和当前多核/众核体系结构的发展趋势要求迭代方法具备细粒度并行可扩展能力.文中引入渐近规模,即满足加速条件的计算规模下界,来反映并行迭代方法适应细粒度并行的能力,并由此刻画通信与计算比.基于矩阵的稀疏模式及其通信模式、机器的通信参数和迭代方法的基本运算,给出了渐近规模的理论预测公式.在一台包含128个双路4核计算节点的并行机上,分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP),以实际应用中3种常用迭代方法Jacobi、CG、BiCGSTAB为例,分析其渐近规模.并行可扩展性测试表明了渐近规模用于刻画迭代方法通信与计算比的准确性.对于纯进程情形,给出了渐近规模的理论预测与实际测试的对比,表明了理论预测结果的正确性.最后,基于这些结果,从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向未来更大规模的计算系统,降低通信与计算比的途径.

关键词：迭代方法通信与计算比并行可扩展渐近规模多核众核体系结构

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光束控制系统组件化仿真及运动解耦方法研究

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强激光与粒子束 2014年第9期26卷 34-42页

作者：岳玉芳谢晓钢张建柱安建祝张飞舟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

利用激光系统组件化仿真软件构建了光束控制系统的组件化仿真框架,对几何/波动光学传输、光束定向器机架与其内部光学元件的耦合运动进行了仿真,提出了目标脱靶量数据和传感器图像自动更新、光束定向器机架与其内部多块快速倾斜镜控制... 详细信息

利用激光系统组件化仿真软件构建了光束控制系统的组件化仿真框架,对几何/波动光学传输、光束定向器机架与其内部光学元件的耦合运动进行了仿真,提出了目标脱靶量数据和传感器图像自动更新、光束定向器机架与其内部多块快速倾斜镜控制驱动量自动解耦的数值仿真新方法,并在动态跟踪控制可视化过程中完成了光束定向器机架、多块快速倾斜镜驱动控制以及光学传输成像的仿真,满足了光束控制系统建模仿真的普适性、灵活性、易用性设计目标。最后,大气传输校正联合仿真实例证明:利用精跟踪、自适应光学技术能有效抑制大气低频扰动幅值,校正高频扰动的影响。

关键词：光束控制系统仿真光束传输光电跟踪组件化仿真激光系统仿真

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钚表面钝化层抗氢蚀机理的微观动力学模拟

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物理化学学报 2015年第B05期31卷 81-89页

作者：孙博刘海风宋海峰郑晖北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2... 详细信息

采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2表面，与表面发生“碰撞-解离”的几率很小，自钝化层PuO2具有抗氢蚀作用：但是，一方面H2解离后H原子在PuO2表面的吸附放热稳定，另一方面在缺氧条件下PuO2薄层会转化成a-Pu2O3，而H2能穿过a-PuzOs到达钚层，所以PuO2的抗氢蚀性能并不可靠．（2）H2在PuN表面的微观动力学行为与在PuO2表面类似，H2极难解离且H原子的吸附热力学上不稳定：相对于PuO2，PuN的成分单一、稳定而且结构致密，PuN具有比PuO2更好的抗氢蚀性能．我们希望本工作能为钚表面钝化防护技术的发展提供理论基础和依据．

关键词：表面钝化钚氧化物钚氮化物表面氢蚀第一性原理分子动力学

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无网格局部Petrov-Galerkin方法的并行计算研究

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计算力学学报 2012年第2期29卷 205-209,216页

作者：曾清红北京应用物理与计算数学研究所北京100094

研究了无网格局部Petrov-Galerkin方法MLPG(Meshless Local Petrov-Galerkin Method)的并行算法与并行实现过程。将MLPG方法推广到弹性动力学问题,研究了MLPG方法中节点搜索、积分点搜索、数值积分及方程组求解等过程的并行算法,并给出... 详细信息

研究了无网格局部Petrov-Galerkin方法MLPG(Meshless Local Petrov-Galerkin Method)的并行算法与并行实现过程。将MLPG方法推广到弹性动力学问题,研究了MLPG方法中节点搜索、积分点搜索、数值积分及方程组求解等过程的并行算法,并给出了MLPG方法并行计算的具体实现过程。两个数值算例验证了MLPG并行算法的有效性;计算结果表明,MLPG方法的并行计算具有很好的并行性能和可扩展性。

关键词：无网格局部Petrov-Galerkin方法并行计算弹性动力学负载平衡

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磁绝缘线振荡器内气体碰撞电离数值模拟

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强激光与粒子束 2012年第3期24卷 732-738页

作者：董烨董志伟杨温渊陈军周前红孙会芳周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对气体碰撞电离过程,介绍了蒙特卡罗碰撞(MMC)的处理方法,利用MMC方法编写了气体碰撞电离模块,将其移植到3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE之中,模拟了充有He气的磁绝缘线振荡器(MILO)。模拟结果表明:当He气密度较低时,电离的正离子由于... 详细信息

针对气体碰撞电离过程,介绍了蒙特卡罗碰撞(MMC)的处理方法,利用MMC方法编写了气体碰撞电离模块,将其移植到3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE之中,模拟了充有He气的磁绝缘线振荡器(MILO)。模拟结果表明:当He气密度较低时,电离的正离子由于较重无法自由移动,形成了正离子通道,可以有效中和电子束空间电荷场,有利于电子束传输和群聚,提高了束波互作用效率,微波输出功率得到了明显提高,起振时间也有所缩短;当进一步增加He气密度时,电离碰撞增强,电子和离子数目会雪崩式增长,电子束由于碰撞增强而导致能散度增大,其负效应已经远大于中和空间电荷场的正效应,反而不利于电子束的群聚和共振,从而导致输出微波功率降低乃至截断,起振时间缩短是由于其在非雪崩阶段的正效应积累所致,但是随着负效应的增强起振功率不能得以维持,二极管最终将闭合。另外,还模拟了MILO填充空气、水蒸气及二氧化碳等多原子、多组分气体的碰撞电离物理过程。模拟结果显示,同压强情况下,填充空气、水蒸气及二氧化碳的脉冲缩短现象要比填充He气等较低原子序数气体的情况严重得多。

关键词：高功率微波蒙特卡罗碰撞粒子模拟程序磁绝缘线振荡器脉冲缩短

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单轴应变驱动铁bcc—hcp相转变的微观模拟

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物理学报 2010年第7期59卷 4888-4894页

作者：邵建立何安民段素青王裴秦承森北京应用物理与计算数学研究所北京100094

用分子动力学方法模拟了沿〈001〉晶向应变加载和卸载情况下单晶铁中体心立方(bcc)与六方密排(hcp)结构的相互转变,分析了相变的可逆性和微结构演化特征.微观应力的变化显示样品具有超弹性性质,而温度变化表明在相变和逆相变过程中均出... 详细信息

用分子动力学方法模拟了沿〈001〉晶向应变加载和卸载情况下单晶铁中体心立方(bcc)与六方密排(hcp)结构的相互转变,分析了相变的可逆性和微结构演化特征.微观应力的变化显示样品具有超弹性性质,而温度变化表明在相变和逆相变过程中均出现放热现象.相变起始于爆发式均匀形核,晶核由块状颗粒迅速生长为沿{011}晶面的片状分层结构;而卸载逆相变则从形核开始就呈现片状形态,且相界面晶面指数与加载相变完全一致,表现出形态记忆效应.在两hcp晶核生长的交界面易形成面心立方(fcc)堆垛层错.fcc通过在hcp晶粒内合并和晶粒间位置调整,最终形成贯穿hcp单晶的fcc结构.卸载过程由hcp至bcc转变相对缓慢,且fcc位置不再改变.最后,给出了上述相变可逆性的径向分布函数分析.

关键词：结构转变铁分子动力学单轴应变

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高温高压下爆轰产物分子间相互作用的研究

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物理学报 2011年第12期60卷 160-165页

作者：赵艳红刘海风张弓木张广财北京应用物理与计算数学研究所北京100094

给出了一种由分子流体的冲击Hugoniot实验数据确定原分子之间和离解产物分子、原子相互间作用势参数的方法.在较低压强下,采用Ross硬球微扰理论软球修正模型确定原分子之间的相互作用势参数;在较高压强下,采用基于统计物理的化学平衡方... 详细信息

给出了一种由分子流体的冲击Hugoniot实验数据确定原分子之间和离解产物分子、原子相互间作用势参数的方法.在较低压强下,采用Ross硬球微扰理论软球修正模型确定原分子之间的相互作用势参数;在较高压强下,采用基于统计物理的化学平衡方法来确定分子离解后的分子和原子之间的相互作用势参数.与传统的由对应状态定律确定势函数参数的方法相比,所得到的势函数参数在很大的压强范围内都能较好地描述冲击实验.

关键词：高温高压化学平衡冲击Hugoniot实验

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含强间断导热系数的三维扩散方程数值计算

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强激光与粒子束 2015年第9期27卷 158-163页

作者：郭少冬章明宇周海兵张树道北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程,借鉴各向异性导热的思想,给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明,新方法可以很好地处理含... 详细信息

针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程,借鉴各向异性导热的思想,给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明,新方法可以很好地处理含强间断和强非线性的热扩散问题,计算结果保持较高的精度,适合于辐射流体力学问题的模拟。

关键词：惯性约束聚变扩散方程支撑算子格式强间断强非线性

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间接驱动冷冻双壳层点火靶的设计和分析

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强激光与粒子束 2015年第3期27卷 47-53页

作者：戴振生李纪伟郑无敌裴文兵朱少平北京应用物理与计算数学研究所北京100094

双壳层靶中,由于燃料被高Z壳层包裹,其点火方式要求燃料整体点火,不同于单壳层中心热斑点火。结合点火条件和对于其中物理过程的认识,设计了间接驱动的冷冻双壳层点火靶。利用冷冻的氘氚(DT)燃料,可适当提高双壳层靶的燃料装量,获得和NI... 详细信息

双壳层靶中,由于燃料被高Z壳层包裹,其点火方式要求燃料整体点火,不同于单壳层中心热斑点火。结合点火条件和对于其中物理过程的认识,设计了间接驱动的冷冻双壳层点火靶。利用冷冻的氘氚(DT)燃料,可适当提高双壳层靶的燃料装量,获得和NIF装置条件下中心热斑点火靶相当的放能。间接驱动下,X射线烧蚀并驱动外壳层碰撞内壳层,把能量传递给内壳层,进而压缩和点燃冷冻的DT燃料。壳层碰撞过程是能量传递的关键,通过调整内外壳层的质量比,提高了碰撞效率,相应地降低了靶丸点火的能量需求。一维数值模拟分析了该点火靶的内爆过程及定性分析了其中的流体力学不稳定性。同时,也指出了泡沫中形成的辐射冲击波对内壳层的预热效应,即辐射冲击波的致稳效应,能够很好地抑制内壳层外界面处的不稳定性发展,进而会减弱高Z内壳层和燃料的混合。

关键词：体点火壳层碰撞流体力学不稳定性辐射冲击波

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