检索结果-内蒙古大学图书馆

防护工程 2020年第5期42卷 33-36页

作者：张凤国王裴王昆周洪强赵福祺北京应用物理与计算数学研究所

层裂实验的自由面速度剖面间接地反映了材料内部层裂面处的损伤演化历程,层裂强度常被用来表征材料在高应变率下的抗拉伸能力,其与速度剖面曲线峰值及第一回跳点之间的速度差值等因素相关。总结了层裂强度的不同计算方法及其特点,同时,... 详细信息

层裂实验的自由面速度剖面间接地反映了材料内部层裂面处的损伤演化历程,层裂强度常被用来表征材料在高应变率下的抗拉伸能力,其与速度剖面曲线峰值及第一回跳点之间的速度差值等因素相关。总结了层裂强度的不同计算方法及其特点,同时,采用VG层裂损伤模型,借助数值模拟方法,进一步揭示了层裂强度所包含的物理涵义,并据此给出层裂强度计算方法的建议。

关键词：层裂损伤层裂强度自由面速度

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依托神光激光装置创新发展等离子体诊断技术——国家重点研发计划"高精度时间、空间和能谱分辨的等离子体诊断技术研究"项目取得阶段性成果

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科技成果管理与研究 2020年第3期15卷 67-71页

作者：丁永坤杨冬陈忠靖北京应用物理与计算数学研究所

激光驱动的高温高压高密度极端物理是21世纪的新兴学科.位于四川绵阳的神光Ⅲ是目前世界第二大的高功率激光装置,能够产生300万度辐射温度、数千万度电子温度、10亿大气压压强、百皮秒和数十微米特征时空尺度的极端物质状态,一方面为我... 详细信息

激光驱动的高温高压高密度极端物理是21世纪的新兴学科.位于四川绵阳的神光Ⅲ是目前世界第二大的高功率激光装置,能够产生300万度辐射温度、数千万度电子温度、10亿大气压压强、百皮秒和数十微米特征时空尺度的极端物质状态,一方面为我国开展高能量密度物理前沿基础研究带来了前所未有的机遇,另一方面也对实验观测提出了更高的要求.

关键词：物质状态阶段性成果高能量密度物理激光装置辐射温度国家重点研发计划实验观测电子温度

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激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展

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强激光与粒子束 2021年第1期33卷 1-60页

作者：王立锋叶文华陈竹李永升丁永坤赵凯歌张靖李志远杨云鹏吴俊峰范征锋薛创李纪伟王帅杭旭登缪文勇袁永腾涂绍勇尹传盛曹柱荣邓博杨家敏江少恩董佳钦方智恒贾果谢志勇黄秀光傅思祖郭宏宇李英骏程涛高振方丽丽王保山王英华曾维新卢艳旷圆圆赵振朝陈伟戴振生谷建法葛峰峻康洞国张桦森乔秀梅李蒙刘长礼申昊许琰高耀明刘元元胡晓燕徐小文郑无敌邹士阳王敏朱少平张维岩贺贤土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高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室工学院北京100871 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800 中国矿业大学(北京) 北京100083 中国海洋大学数学科学学院山东青岛266100 安徽大学物理与材料科学学院合肥230039

激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控... 详细信息

激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。

关键词：激光聚变惯性约束聚变流体力学不稳定性高能量密度物理非线性流动辐射流体力学内爆物理

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可压缩流体力学高精度拉格朗日格式及其保正性质

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计算数学 2020年第3期42卷 260-278页

作者：成娟舒其望国防计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学应用物理与技术中心北京100871 美国布朗大学应用数学系美国罗德岛州RI 02912

本文对可压缩流体力学高精度拉格朗日格式及其保正性质近年来的发展给出回顾与综述.文中分别介绍了一维、二维可压缩流体力学方程中心型拉格朗日格式的设计步骤,回顾了高精度拉格朗日格式以及高精度保正拉格朗日格式的研究进展.

关键词：拉格朗日格式高精度保正可压缩流体力学

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多相流系统的离散玻尔兹曼研究进展

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空气动力学学报 2021年第3期39卷 138-169,I0003页

作者：许爱国陈杰宋家辉陈大伟陈志华北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094 北京理工大学宇航学院北京100081

针对多相复杂流体系统模拟研究,简要介绍从格子气模型到离散玻尔兹曼方法的发展历程。从统计物理学基本原理出发,通过粗粒化建模思路,给出玻尔兹曼方程;分析Chapman-Enskog多尺度展开方法所蕴含的测量逐步细化的物理图像,给出离散玻尔... 详细信息

针对多相复杂流体系统模拟研究,简要介绍从格子气模型到离散玻尔兹曼方法的发展历程。从统计物理学基本原理出发,通过粗粒化建模思路,给出玻尔兹曼方程;分析Chapman-Enskog多尺度展开方法所蕴含的测量逐步细化的物理图像,给出离散玻尔兹曼建模的基本原则和主要步骤。简要介绍离散玻尔兹曼在相分离、燃烧、流体不稳定性等系统中的应用。对于多相复杂流体系统的动理学建模,技术关键是分子间作用力和化学反应贡献的引入。不同颜色的示踪粒子的引入,使得在单流体理论框架下即可实现混合过程中物质粒子来源的确定;示踪粒子在其速度相空间的分布所形成的结构蕴含丰富的流场信息,为复杂流场研究张开一个全新的视角。在多介质情形,离散玻尔兹曼建模与动理学宏观建模的对应关系是一对多。随着系统非平衡程度加深,相对于动理学宏观建模与模拟思路,离散玻尔兹曼建模与模拟的复杂度上升速度较慢。作为系统行为粗粒化描述的一种物理模型构建方法,离散玻尔兹曼根据研究需求,选取一个视角,研究系统的一组动理学性质,因而要求描述这组性质的动理学矩在模型简化过程中保值;是动理学直接建模方法的一种,为连续介质建模失效或物理功能不足、而分子动力学方法因适用尺度受限而无能为力的介尺度情形提供了一条方便、有效的研究途径。

关键词：多相流复杂物理场统计物理粗粒化建模玻尔兹曼方程非平衡动理学建模 Chapman-Enskog多尺度分析

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燃烧多相流的介尺度动理学建模研究进展

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航空学报 2021年第12期42卷 46-62页

作者：许爱国单奕铭陈锋甘延标林传栋北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 山东交通学院航空学院济南250357 北华航天工业学院河北省跨气水介质飞行器重点实验室廊坊065000 中山大学中法核工程与技术学院珠海519082

基于求解Navier-Stokes方程组的传统计算流体力学已经在诸多领域取得了巨大的成功,但在航空、航天、微流控等领域也遇到了新的瓶颈与挑战。其原因分为2个方面:①物理建模层面的问题;②离散格式带来的数值精度和稳定性问题。微尺度燃烧... 详细信息

基于求解Navier-Stokes方程组的传统计算流体力学已经在诸多领域取得了巨大的成功,但在航空、航天、微流控等领域也遇到了新的瓶颈与挑战。其原因分为2个方面:①物理建模层面的问题;②离散格式带来的数值精度和稳定性问题。微尺度燃烧等一系列燃烧新概念的研究表明,特征更加丰富但以前知之甚少的热力学非平衡行为蕴含着大量待开发的物理功能。物理模型合理和具备相应功能是数值仿真研究的前提;物理建模层面的问题无法通过数值精度的提高来解决。本文从物理建模与复杂物理场分析角度,介绍了非平衡燃烧系统离散玻尔兹曼建模方法(DBM)的研究进展。DBM是非平衡统计物理学粗粒化建模理论在流体力学领域的具体应用之一,是相空间描述方法在离散玻尔兹曼方程形式下的进一步发展。它选取一个视角,研究系统的一组动理学性质,因而要求描述这组性质的动理学矩在模型简化中保值;以该组动理学矩的独立分量为基,构建相空间,使用该相空间和其子空间来描述系统的非平衡行为特征;研究视角和建模精度随着研究推进而调整。借助DBM可以研究反应过程中不同自由度内能之间的不平衡和相互转换等Navier-Stokes模型无法模拟的动理学过程。在内爆和外爆过程中,几何汇聚与发散效应等效于一个"外场力",在球心处系统始终处于热力学平衡态;在冯·纽曼压强峰处,系统不是偏离平衡最远,而是在平衡态附近;在冯·纽曼峰后反应区以外,Chapmann-Jouguet理论值、Zeldovich-Neumann-Doering(ZND)理论值和DBM结果相互验证;在反应区内DBM结果与ZND结果一致;在冯·纽曼压强峰前的压缩阶段,DBM模拟结果在物理上更合理。在冲击压缩过程中,相对于其他自由度,压缩波所在自由度上的内能先增加,因而这一自由度上的内能总是朝着正向偏离其平衡态值,而横向自由度上的内能总是朝着逆向偏离其平衡态值。在二流体模型视角下,反应物和产物朝着相反的方向偏离热力学平衡态。

关键词：燃烧爆轰非平衡离散效应介尺度建模动理学理论

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水下爆炸近场峰值压力的数值模拟

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爆炸与冲击 2019年第4期39卷 81-88页

作者：宫翔飞刘文韬张树道杨基明中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230027 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为了研究水下爆炸近场内的压力状态,使用SPH (smoothed particle hydrodynamics)方法,采用C-J爆轰模型,对水下爆炸过程进行了数值模拟。通过与峰值压力规律和中场内经验公式的比较,验证了程序的可靠性。对水下爆炸过程进行了波系分析,... 详细信息

为了研究水下爆炸近场内的压力状态,使用SPH (smoothed particle hydrodynamics)方法,采用C-J爆轰模型,对水下爆炸过程进行了数值模拟。通过与峰值压力规律和中场内经验公式的比较,验证了程序的可靠性。对水下爆炸过程进行了波系分析,与不同维数水下爆炸的数值模拟结果进行了对比研究。结果表明:比距离R/a=6是波形变化的一个分界点,在R/a<6的近场范围内,峰值压力的拟合分为两段更合适。另外,对数值结果的ln Pm-ln(R/a)曲线进行了分段幂次拟合,得到了与数值模拟结果非常吻合的拟合曲线。

关键词：水下爆炸峰值压力近场光滑粒子流体动力学维数效应幂次拟合

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弱源反应堆系统中子随机涨落不确定度分析

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核科学与工程 2019年第4期39卷 527-531页

作者：刘建军朱家彩王瑞利傅学东任键北京应用物理与计算数学研究所

快中子反应堆(快堆)与热中子反应堆(热堆)一代中子时间存在较大差别,因此,两者在弱(中子)源条件下的反应堆启动以及中子增殖过程中随机性涨落的不确定度相差较大.本文从系统中子概率分布函数所满足的微分方程出发,对k=常数系统中子随机... 详细信息

快中子反应堆(快堆)与热中子反应堆(热堆)一代中子时间存在较大差别,因此,两者在弱(中子)源条件下的反应堆启动以及中子增殖过程中随机性涨落的不确定度相差较大.本文从系统中子概率分布函数所满足的微分方程出发,对k=常数系统中子随机涨落不确定度进行了理论分析,解释了快堆的安全风险性要大于热堆的物理原因.

关键词：核反应堆中子数概率分布函数随机反应堆动力学不确定度弱中子源

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移动背景介质下的三维中子输运算法研究

移动背景介质下的三维中子输运算法研究

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第十六届(2020年)核技术应用学术交流会暨第三届核材料技术创新学术会议

作者：徐龙飞沈华韵魏军侠北京应用物理与计算数学研究所北京 100094

在极端工程问题的物理过程中，背景介质通常具有与中子相当的运动速率，因此必须考虑介质运动对中子输运的影响。严格考虑流场对粒子输运的影响是异常复杂的工作，通过引入适当近似所导出的具有守恒形式的中子-流场耦合输运方程可较好... 详细信息

在极端工程问题的物理过程中，背景介质通常具有与中子相当的运动速率，因此必须考虑介质运动对中子输运的影响。严格考虑流场对粒子输运的影响是异常复杂的工作，通过引入适当近似所导出的具有守恒形式的中子-流场耦合输运方程可较好地捕捉到移动背景介质下中子输运行为的主要特征。基于SN 方法对耦合输运方程的角度变量进行离散，并首次给出了三维柱坐标系下耦合输运方程双重角度再分布项的离散方案。基于所研究的方法，先后在稳态问题和瞬态问题中分析了背景介质运动对中子输运的影响。数值结果表明：当介质运动速率达到中子飞行速率的1/10 时，背景介质运动对中子通量分布的影响不可忽略;背景介质运动对系统的临界性能有重要影响。

关键词：中子输运移动介质离散纵标曲坐标系双重角度再分布

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边界元方法的一些研究进展

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计算数学 2020年第3期42卷 310-348页

作者：刘阳李金胡齐芽贾祖朋余德浩 IAPCM 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 华北理工大学理学院唐山063210 LSEC 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049

本文旨在综述我们小组近二十年来在边界元方法这一领域的一些研究成果,在简要介绍边界元方法的基本思想后,主要介绍了一类非线性界面问题的有限元-边界元耦合方法、求解电磁散射问题的有限元-边界元耦合方法和超奇异积分的一类计算方法.

关键词：无界区域.有限元边界元奇异积分

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