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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面向FTO客体高精度诊断的高能质子照相系统研究

面向FTO客体高精度诊断的高能质子照相系统研究

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中国核学会2023年学术年会

作者：陈锋施钧辉许海波之江实验室北京应用物理与计算数学研究所

美国洛斯·阿拉莫斯实验室的学者通过理论预测50 GeV的质子照相系统有望满足对FTO客体的高精度成像要求,即在亚毫米量级的像素上反演密度的精度达到1%。实现该目标须保证质子通量的准确性。2005年,美国科学家利用20 GeV的质子照相... 详细信息

美国洛斯·阿拉莫斯实验室的学者通过理论预测50 GeV的质子照相系统有望满足对FTO客体的高精度成像要求,即在亚毫米量级的像素上反演密度的精度达到1%。实现该目标须保证质子通量的准确性。2005年,美国科学家利用20 GeV的质子照相系统对台阶样品进行了初步实验,结果表明实验获得的通量值与理论计算值有较大差异,为了解决该问题,Neri等提出了结合核反应和多次库伦散射计算通量的经验公式,其结果与实验值吻合。但是,Zumbro等人反对该观点,他们通过数值模拟研究表明,准弹性散射不是造成通量不准确的原因,并且在文章中指出准直器厚度会导致截断角模糊。FTO客体的面密度达到200 g/cm,如此高的面密度会造成较大的能量损失,而能量损失将破坏质子照相的点对点成像性能,该现象亦可能对通量的准确性有重要影响。因此,本文通过数值模拟对FTO客体成像时质子照相系统的点对点成像性能展开了研究。结果表明,200 GeV的质子照相系统对FTO客体成像时,系统的点对点成像性能遭到严重破坏,1200 GeV的质子照相系统对FTO客体成像时,系统的点对点成像性能保持良好。由此证明:造成通量不准确的根本原因是能量损失对系统成像性能的破坏。

关键词：高能质子照相 FTO客体数值模拟

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聚变能源研究态势及展望

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中国工程科学 2024年第4期26卷 190-197页

作者：彭先觉高翔李建刚刘永邓建军李正宏周良骥师学明天府创新能源研究院成都610213 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 核工业西南物理研究院成都610213 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

聚变能源开发有望重塑未来能源发展格局,正处于突破工程能量“得失相当”的关键阶段,机遇与挑战并存。本文总结了聚变能源研究的主要进展,凝练了能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓... 详细信息

聚变能源开发有望重塑未来能源发展格局,正处于突破工程能量“得失相当”的关键阶段,机遇与挑战并存。本文总结了聚变能源研究的主要进展,凝练了能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓慢、使用经济性普遍较差等发展挑战。在梳理国际热核聚变实验堆(ITER)计划的共性基础技术突破、成员国配套研究的基础上,归纳了我国磁约束聚变研究的整体规划、自主项目部署、技术路线跟踪等方面的进展。进一步,围绕我国自主提出的Z箍缩聚变裂变混合堆(Z-FFR)概念,阐述了基本原理、应用优势、系列进展,提出了面向2040年实现商业化供能目标的发展规划,涵盖关键技术攻关、工程演示、商业发电推广等阶段的任务目标。为了全面推进我国聚变能源开发进程,建议在磁约束聚变方面深入参与ITER计划和相关国际合作,攻克商用聚变堆关键物理与工程技术,开展中国聚变工程实验堆(CFETR)主机关键部件研发并适时建设和运营CFETR;在Z-FFR方面,加快“电磁驱动大科学装置”建设,开展聚变能源关键技术攻关,推进Z-FFR工程演示和商业应用。

关键词：聚变能源磁约束聚变中国聚变工程实验堆 Z箍缩聚变裂变混合堆商业化供能

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基于红黑树的有限元单元快速查找方法及系统

基于红黑树的有限元单元快速查找方法及系统

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作者：刘勤勇刘晓萌 100088 北京市海淀区花园路6号

本发明公开了一种基于红黑树的有限元单元快速查找方法及系统，涉及光学有限元分析领域。该方法包括：根据有限元分析算法对目标物进行网格剖分，对穿过目标物的光线进行追迹，根据追迹结果确定光线穿过的表面单元的ID；以表面单元的ID... 详细信息

标准号: CN111967175B

本发明公开了一种基于红黑树的有限元单元快速查找方法及系统，涉及光学有限元分析领域。该方法包括：根据有限元分析算法对目标物进行网格剖分，对穿过目标物的光线进行追迹，根据追迹结果确定光线穿过的表面单元的ID；以表面单元的ID为键，从预设的红黑树中查找与键对应的值，根据与键对应的值确定光线穿过的体单元，其中，红黑树包含至少一个键值对，键值对的键为目标物包含的表面单元的ID，键值对的值为目标物包含的体单元的ID。本发明解决了现有体单元检索方案内存消耗高，耗时长的问题能够减小内存消耗，减少复杂度，提高了计算效率，从而使得光线网格方法成为可能。

关键词：目标物表面单元体单元黑树内存消耗穿过追迹分析算法光线网格计算效率结果确定快速查找复杂度网格减小预设耗时检索查找分析

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基于机器学习原子势函数的原子动力学蒙特卡洛程序TensorKMC的优化

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计算机科学 2024年第9期51卷 23-30页

作者：刘人僪陈欣商红慧张云泉大连海洋大学信息工程学院辽宁大连116023 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

核反应堆压力容器是核电站中最重要的部件之一,在使用过程中通常会受到辐照损伤,这极大影响了其使用寿命,给核电站的安全带来隐患。原子动力学蒙特卡洛方法(AKMC)是研究材料辐照损伤的有效理论方法,可以与计算机数值模拟进行结合来研究... 详细信息

核反应堆压力容器是核电站中最重要的部件之一,在使用过程中通常会受到辐照损伤,这极大影响了其使用寿命,给核电站的安全带来隐患。原子动力学蒙特卡洛方法(AKMC)是研究材料辐照损伤的有效理论方法,可以与计算机数值模拟进行结合来研究压力容器的微结构演变。辐照损伤的材料存在缺陷,原子间相互作用建模时需要考虑非球对称相互作用,但TensorKMC在计算时并没有考虑到原子的角向作用。文中针对该问题,提出了一种包含角向相互作用、可以与TensorKMC的三重编码完美结合的指纹建模方法,并可利用多重度对角向指纹的计算过程进行化简。文中在TensorKMC程序中实现了该方法,测试结果显示角向指纹对势函数的精度有显著影响,最大角动量越高,势函数越精准,程序的模拟耗时也会显著增加。同时,也针对TensorKMC的原子势函数的激活函数开展了测试,结果表明梯度光滑的Softplus和SquarePlus相比初版TensorKMC所用的ReLU在拟合高维势能面时有明显的优势,在最大角动量较低时ReLU有性能优势,但随着最大角动量的增大,不同激活函数对总体模拟时间几乎无特别影响。因此,在实际研究中推荐使用梯度光滑的激活函数。

关键词：动力学蒙特卡洛原子指纹神经网络势

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面向超短波接收机射频前端的电磁脉冲效应仿真与效应分级方法

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 111-116页

作者：刘昌李瀚宇鲍献丰周海京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京100088

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extende... 详细信息

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extended LNA Model),并通过S参数仿真和瞬态仿真验证了LNA电磁脉冲效应模型具备正常功能仿真能力;为验证该模型的电磁脉冲损伤模拟能力,以标准电磁脉冲波形作为激励,以偶极子天线作为简化的天线前门耦合通道,在不同强度电磁脉冲作用下,接收机中频电路信号输出表现出了无影响、干扰、损毁的电磁脉冲效应过程,说明了建模方法的有效性;最后以EMP-天线耦合电压峰值作为阈值指标,分析得到了超短波接收机不同电磁脉冲效应等级对应的电压峰值阈值数据。

关键词：电磁脉冲效应射频前端低噪声放大器高空电磁脉冲

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一种混叠雷达信号脉内特征分析方法及系统

一种混叠雷达信号脉内特征分析方法及系统

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作者：姬利海尹俊平吴胤霖宋磊沈卫超岳玉芳许之勇刘中杰 100088 北京市海淀区花园路6号

本发明公开了一种混叠雷达信号脉内特征分析方法及系统，涉及雷达对抗侦查领域，该方法包括：步骤一、把时频域交叠的混合信号的分离成单一的信号；步骤二、分别对分离后的每个信号检测信号起止时间；步骤三、分别对分离后的每个信号识... 详细信息

标准号: CN116559786A

本发明公开了一种混叠雷达信号脉内特征分析方法及系统，涉及雷达对抗侦查领域，该方法包括：步骤一、把时频域交叠的混合信号的分离成单一的信号；步骤二、分别对分离后的每个信号检测信号起止时间；步骤三、分别对分离后的每个信号识别信号调制类型；步骤四、分别对分离后的每个信号估计调制参数。本申请还公开了一种基于混叠雷达信号脉内特征分析技术的计算机系统。本申请具有自动、准确和快速分析混叠雷达信号脉内特征的能力。

关键词：雷达信号混叠特征分析信号调制类型信号检测信号调制参数混合信号快速分析信号估计信号识别时频域计算机系统交叠申请雷达对抗

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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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基于JASMIN平台的复合材料方舱SE快速评估

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强激光与粒子束 2021年第5期33卷 45-52页

作者：钟金逾刘强闫丽萍赵翔孟雪松周海京四川大学电子信息学院成都610065 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

在时域有限差分(FDTD)法中采用亚网格边界条件(SGBC)法对复合材料薄层结构进行建模,可以突破复合材料薄层对空间步长的限制从而大大降低计算成本。基于大规模并行化平台JASMIN实现了SGBCFDTD算法,通过对复合材料薄层结构的自动建模和适... 详细信息

在时域有限差分(FDTD)法中采用亚网格边界条件(SGBC)法对复合材料薄层结构进行建模,可以突破复合材料薄层对空间步长的限制从而大大降低计算成本。基于大规模并行化平台JASMIN实现了SGBCFDTD算法,通过对复合材料薄层结构的自动建模和适配,实现对复合材料薄层的快速并行化处理。利用所开发的并行SGBC-FDTD算法计算分析了含不同电磁特性复合材料薄层方舱在0.1~1.0 GHz内的电磁屏蔽效能,结果表明采用并行SGBC-FDTD算法的计算结果与全波分析软件计算结果吻合完好,且计算效率显著提升。

关键词：并行化复合材料亚网格边界条件法时域有限差分法屏蔽效能

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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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