检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2021年第8期41卷 1-11页

作者：岳军政洪滔吴先前黄晨光中国科学院力学研究所北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

铝粉反应模型是对悬浮铝粉尘气-固两相爆轰进行数值模拟研究的关键。通过考虑铝粉燃烧产物氧化铝(Al2O3)在高温下的分解吸热反应,改进了铝粉的扩散燃烧模型。将该模型嵌入到三维的气-固两相爆轰数值计算程序中,分别对铝粉/空气混合物以... 详细信息

铝粉反应模型是对悬浮铝粉尘气-固两相爆轰进行数值模拟研究的关键。通过考虑铝粉燃烧产物氧化铝(Al2O3)在高温下的分解吸热反应,改进了铝粉的扩散燃烧模型。将该模型嵌入到三维的气-固两相爆轰数值计算程序中,分别对铝粉/空气混合物以及铝粉/氧气混合物的爆轰进行了数值模拟,计算得到的稳定爆轰波速度与实验结果、文献值均吻合较好,误差小于5.5%,表明改进的铝粉反应模型适用于不同氧化气体氛围中铝粉尘爆轰的模拟计算。此外,对两相爆轰参数及爆轰流场的物理量分布进行分析,获得了铝粉反应模型对爆轰波结构的影响规律。

关键词：铝粉尘反应模型两相爆轰逆反应

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中物院1~4.2 THz FEL装置波导谐振腔优化设计

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强激光与粒子束 2022年第3期34卷 70-74页

作者：窦玉焕束小建吴岱徐勇杨兴繁黎明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应用电子学研究所四川绵阳621900

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初... 详细信息

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初实验调试过程中无法出光饱和的问题,提出将波导更换为22 mm大尺寸波导的建议,波导更换后很快在2.56 THz获得饱和出光。另外针对实验频段无法覆盖到1~2 THz的问题,我们通过波导内壁粗糙度进行分析判断,提出采用14 mm铜材质的全波导FEL振荡器的设计方案,采用该方案后,实验成功将辐射频段拓展到0.7~4.2 THz,获得饱和输出。

关键词：自由电子激光太赫兹光腔波导理论设计

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基于多项式混沌方法对C-J爆轰参数不确定度的分析

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爆炸与冲击 2023年第10期43卷 126-135页

作者：梁霄王瑞利胡星志陈江涛山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-... 详细信息

Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-9502的初始密度和爆速服从对数正态分布,结合真实的试验数据,通过参数估计和Anderson-Darling假设检验法标定初始密度和爆速的概率密度函数。Beta分布用以定量刻画没有物理意义的、唯象参数的不确定度,形状参数和支集源于工程经验。Rosenblatt变换将相关的、非Gauss随机变量转化成相互独立的标准正态分布。然后,使用非嵌入多项式混沌研究高维爆轰不确定度传播。具体而言,针对一元多项式混沌,正交多项式通过Gauss-Hilbert空间中的Gram-Schmidt方法导出,六点Gauss求积方法用以计算多项式混沌的系数。使用权重和Gauss求积点的全张量积计算多元多项式混沌。最后,通过多元多项式混沌得到感兴趣量的概率密度函数以及对应的期望、标准差和置信区间等Gauss统计量。研究结果表明:波后压力波动较大,置信区间较宽,与孙承纬的“爆轰压力测量值分散性较大”的结论相吻合。同时感兴趣量的试验结果落入模拟结果的置信区间内,研究结果能增强模型的可靠性和鲁棒性。所用方法可扩展到更加复杂状态方程的爆轰系统。

关键词：非嵌入多项式混沌不确定度量化 Rosenblatt变换 Anderson-Darling检验 Chapman-Jougeut理论

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在质子照相中利用Abel逆变换反演等离子体自生磁场结构

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物理学报 2022年第24期71卷 312-318页

作者：邓娈杜报蔡洪波康洞国朱少平中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026 中国工程物理研究院研究生院北京100088 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

质子照相是观测等离子体中自生磁场的常用实验诊断技术,对质子照相实验结果的有效解读依赖于反演方法的可靠性和可用性.传统质子照相反演方法往往只能提供自生磁场的一维或二维结构.本研究发现,在对具有柱对称结构的磁场进行侧向质子照... 详细信息

质子照相是观测等离子体中自生磁场的常用实验诊断技术,对质子照相实验结果的有效解读依赖于反演方法的可靠性和可用性.传统质子照相反演方法往往只能提供自生磁场的一维或二维结构.本研究发现,在对具有柱对称结构的磁场进行侧向质子照相时,偏转速度与磁场之间满足Abel变换关系,这使得从质子照相结果中反演重建出磁场的三维结构成为可能.通过数值模拟验证了该方法的可行性,并基于该反演方法,重新分析了Li等(2016 ***.713081)有关等离子体喷流自生磁场的质子照相实验结果,给出的最大磁场强度约为传统反演结果的1.9倍.本研究有助于对激光聚变和实验室天体物理相关的自生电磁场形成及其时空演化行为的认识更加清晰.

关键词：质子照相反演磁场诊断 Abel逆变换

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基于流形上概率学习的爆轰不确定度分析

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物理学报 2025年

作者：梁霄王言金王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院北京应用物理与计算数学研究所河南省科学院

爆轰试验由于操作风险高、样品制备和测试成本大等特征，导致试验样本稀疏，给标定待测物理量的概率分布和使用机器学习方法带来巨大的挑战。流形上的概率学习(PLoM， probability learning on manifold)能生成丰富的、符合实用常识的... 详细信息

爆轰试验由于操作风险高、样品制备和测试成本大等特征，导致试验样本稀疏，给标定待测物理量的概率分布和使用机器学习方法带来巨大的挑战。流形上的概率学习(PLoM， probability learning on manifold)能生成丰富的、符合实用常识的、遵循试验数据物理机理的样本，成为处理小样本的有效工具。首先将炸药PBX9502的含有多物理属性试验数据做缩比变换，然后，使用主成分分析将缩比数据规范化，并将规范化矩阵的分量作为训练集。进而，使用改进的多元Gauss核密度估计法表征训练集的先验概率。紧接着利用耗散映射提炼基于训练集的非线性流形。具体而言，通过转移矩阵的第一个特征值和对应的特征向量构造耗散基函数和耗散映射。其次，将训练集作为Wiener过程驱动的Hamilton系统的初值，先验概率作为不变测度构造It?-MCMC随机数生成器，St?rmer-Verlet格式用以求解随机耗散Hamilton方程。最后，使用反演变换，实现学习集的扩容。结果发现：PLoM能生成符合工业生产和高精度模拟需求的密度和爆速的随机数。利用学习集导出炸药的密度和爆速服从仿射变换，密度和爆压服从非线性关系，密度的微小波动会引起爆速和爆压的剧烈的变化。比较学习集的变异系数，还发现爆压离散程度最高，与孙承纬院士等专家的论断吻合。所用方法具备普适性，能推广到其他的爆轰系统。

关键词：流形上的概率学习耗散映射随机耗散Hamilton方程小样本爆轰不确定度量化

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基于时空最优低维动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法

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应用数学和力学 2024年第3期45卷 318-336页

作者：齐进吴锤结北京应用物理与计算数学研究所北京100088 大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连116024

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值... 详细信息

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值模拟中,首次得到了可压缩湍流的中尺度流场和不同于DNS近似解的湍流近似解.数值结果表明,LMS方法可以用较少的网格获得更精确的湍流近似解.首先解决了研究中遇到的几个问题,为LMS方法的构建铺平了道路.这些问题是:基于湍流的物理特性,提出了湍流大、中、小尺度分解的新概念;找到了box滤波空间相关性的计算方法;指出了湍流建模理论中长期存在的逻辑错误,提出了多尺度湍流模型的概念;讨论了湍流封闭问题的本质和关键,给出了克服湍流封闭问题的数值方法.采用box滤波方法/空间网格平均方法且在大尺度网格的意义下,LMS方法的本质是一种将RANS、LES、DES和DNS等湍流数值模拟方法统一的全新湍流数值模拟方法.需要指出的是,LMS方法也可以作为湍流模型研究的辅助工具,以检验SGS尺度方程/脉动方程中各项所对应的湍流模型是否正确.

关键词：周培源对湍流研究的开拓性贡献时空最优低维动力系统 LMS方法多尺度湍流模型可压缩湍流

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(1+1)型长距离侧面泵浦光纤实现17.4 kW激光输出

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强激光与粒子束 2022年第5期34卷 92-94页

作者：高聪刘念李峰云刘玙代江云沈昌乐贺红磊吕嘉坤李芳张立华李雨薇姜蕾郭超陶汝茂柯伟伟张昊宇王建军林宏奂景峰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京100094

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了(1+1)型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线... 详细信息

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了(1+1)型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线宽为1.3 nm,拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

关键词：光纤激光器光纤放大器同带泵浦侧面泵浦激光光纤

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局部标架的共旋Timoshenko梁单元多体动力学数值特性分析

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力学学报 2024年第9期56卷 2681-2694页

作者：刘海生张润森张腾刘铖北京理工大学宇航学院北京100081 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 中国久远高新技术装备有限公司北京100088

多柔体系统的动力学过程不仅包含结构大范围刚体运动带来的几何非线性,也存在大变形导致的几何非线性.近年来,基于李群局部标架的建模方法(local frame of Lie group,LFLG)被验证可与各类建模方法结合,能够消除刚体运动带来的几何非线性... 详细信息

多柔体系统的动力学过程不仅包含结构大范围刚体运动带来的几何非线性,也存在大变形导致的几何非线性.近年来,基于李群局部标架的建模方法(local frame of Lie group,LFLG)被验证可与各类建模方法结合,能够消除刚体运动带来的几何非线性.同时,大变形导致的几何非线性也将随着空间离散加密逐渐减弱.由此,LFLG可消除多柔体系统中部件的几何非线性,刚体与柔性体惯性力、内力及其Jacobian矩阵均满足刚体运动的不变性,可有效减少单元Jacobian矩阵更新次数.但由于多体系统还广泛存在约束及载荷的非线性,LFLG方法在实际应用中是否能够提升系统整体的Jacobian矩阵复用效率尚未进行深入探讨.并且,多柔体系统通常采用变阶变步长时间积分策略求解动力学方程,算法阶数以及时间步长变化也将导致多体系统Jacobian变化,加剧了系统Jacobian复用难度.为客观分析LFLG方法在实际仿真中的数值特性,文章首先以共旋坐标建模方法为例,给出了基于李群局部标架的三维Timoshenko梁单元建模方法.较于几何精确建模、绝对节点坐标等方法,该方法能够最大复用小变形有限元方法的单元算法,可降低单元开发难度;其次,搭建了LFLG方法的变阶变步长BDF(backward difference formula)与变步长广义α积分器的计算流程,并针对小变形与大变形两种工况,分析单元弹性力及阻尼力几何非线性特性,对比Jacobian复用效率;最后,通过与全局标架算法对比,分析局部标架方法与全局标架建模方法的数值特性.

关键词：李群局部标架方法共旋方法几何非线性向后差分时间积分方法广义α 时间积分方法

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ThO_(2)晶格动力学性质和热输运性质第一性原理研究

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功能材料 2025年第4期56卷 4142-4146,4192页

作者：焦亩鑫孙千惠胡柯胡翠娥曾召益陈军重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验北京100088

基于密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程,计算了ThO_(2)高压声子色散和晶格热导率。ThO_(2)高压声子色散曲线没有出现虚频。10 GPa时声学声子和光学声子间没有重叠,出现间隙。随着压强从10增加到30 GPa,间隙范围也从0.46增加到1.77 Hz。30... 详细信息

基于密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程,计算了ThO_(2)高压声子色散和晶格热导率。ThO_(2)高压声子色散曲线没有出现虚频。10 GPa时声学声子和光学声子间没有重叠,出现间隙。随着压强从10增加到30 GPa,间隙范围也从0.46增加到1.77 Hz。300 K时,ThO_(2)在0、10、20和30 GPa的晶格热导率分别为14.1、22.7、33.9和50.1 W/(m·K),声学声子对ThO_(2)晶格热导率起主导作用。我们采用基于机器学习的分子动力学方法(AIMD)模拟了ThO_(2)在0 GPa的晶格热导率和声子散射,得到的结果与传统DFT结果非常接近。由于AIMD考虑了温度的效应,得到的声子色散关系更接近于实验值。

关键词： ThO_(2) 晶格热导率机器学习声子色散

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原子核中的类BEC结构研究进展与展望（英文）

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原子核物理评论 2025年第1期42卷 1-9页

作者：魏康陈家豪叶沿林北京大学物理学院和核物理与技术国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

12C中位于3-α破裂阈附近7.65 MeV的第二个0+态（Hoyle态）,具有典型的类BEC结构,通常可通过THSR波函数方法进行有效描述,由此引发了核系统中凝聚结构的深入理论研究。与此同时,较重核中类Hoyle态的实验研究却进展缓慢,主要难点在于多... 详细信息

12C中位于3-α破裂阈附近7.65 MeV的第二个0+态（Hoyle态）,具有典型的类BEC结构,通常可通过THSR波函数方法进行有效描述,由此引发了核系统中凝聚结构的深入理论研究。与此同时,较重核中类Hoyle态的实验研究却进展缓慢,主要难点在于多个破裂碎片的符合测量以及反应-衰变机制的确定。本文简要回顾了该领域的理论和实验进展,并介绍了最近关于160中4-α共振态以及8He中α+2n+2n共振态的实验结果。此外,也展望了在丰中子系统中存在的类BEC态,这对于探索丰中子重核以及中子星的性质极其重要。

关键词：集团结构类BEC α-共轭核丰中子核

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