检索结果-内蒙古大学图书馆

国防科技大学学报 2024年第5期46卷 219-227页

作者：王华维艾志玮曹轶北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据... 详细信息

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据。在算法实现上,还解决了并行计算时的块间裂缝问题,并提出了快速查找邻域粒子的方法,同时,基于可见性对粒子数据进行剔除,提高了绘制效率。由此,可以通过带光照效果的光滑曲面来高表现展示大规模粒子数据中的团簇结构及其物理量分布。实验结果表明,该算法在512核上可在5 s内完成上亿粒子的绘制,并行效率可达60%。该算法已成功应用到大规模并行非平衡分子动力学模拟等实际模拟应用中。

关键词：粒子可视化包络面距离场分布式并行化可见性剔除

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非平行线缆结构电磁耦合建模与准确性验证

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物理学报 2022年第18期71卷 102-109页

作者：刘强周海京董志伟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研究生院北京100088

针对实际多导体传输线结构中不同线缆导体之间处于非平行分布状态的几何特征,讨论了基于传输线模型和分布参数模型构建的线缆电磁耦合模型,通过对每个线缆网格分别进行分布参数提取和代入到传输线模型中计算,实现将线缆电磁耦合模型应... 详细信息

针对实际多导体传输线结构中不同线缆导体之间处于非平行分布状态的几何特征,讨论了基于传输线模型和分布参数模型构建的线缆电磁耦合模型,通过对每个线缆网格分别进行分布参数提取和代入到传输线模型中计算,实现将线缆电磁耦合模型应用到非平行线缆结构电磁耦合计算.以实际线缆单元结构为对象,将所提模型的计算结果分别与全波算法计算结果和实验结果对比,完成了非平行线缆电磁耦合模型的准确性验证.在完成准确性验证的基础上,对比分析了平行线缆和非平行线缆两种结构的电磁耦合响应结果,展示了线缆非平行结构特征对实际线缆电磁耦合响应的显著影响,证实了在实际线缆电磁耦合仿真中必须考虑非平行线缆结构特征的影响.

关键词：线缆束结构传输线模型分布参数矩量法

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周毓麟先生在计算数学领域的成就与贡献——纪念周毓麟院士百年诞辰

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计算数学 2023年第1期45卷 3-7页

作者： Institute of Applied Physics and Computational Mathematics 北京应用物理与计算数学研究所

本文从计算数学的视角,介绍周毓麟先生在离散泛函分析方法和大型科学计算方法等领域的研究工作.

关键词：离散Sobolev空间有限差分方法并行算法网络设计

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强激光上行大气传输热晕效应导致的光束偏折研究

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物理学报 2021年第24期70卷 122-128页

作者：张建柱张飞舟苏华胡鹏谢晓钢罗文北京应用物理与计算数学研究所北京100094

从激光大气传输热晕效应理论出发,提出了热畸变参数矢量模型概念,基于热畸变参数矢量模型,通过激光系统仿真软件EasyLaser,对激光上行远距离大气传输场景下光束偏折大小、偏折方向随矢量热畸变参数的变化规律进行了研究,结果表明,采用... 详细信息

从激光大气传输热晕效应理论出发,提出了热畸变参数矢量模型概念,基于热畸变参数矢量模型,通过激光系统仿真软件EasyLaser,对激光上行远距离大气传输场景下光束偏折大小、偏折方向随矢量热畸变参数的变化规律进行了研究,结果表明,采用热晕效应热畸变参数矢量模型,光束偏折大小与矢量热畸变参数的模呈近线性增长,偏折方向与矢量热畸变参数的方向相反.基于光束偏折与矢量热畸变参数的规律,通过对光束传输路径上大气环境参数进行准实时测量,可为激光系统实际应用中光束偏置的预评估提供手段.

关键词：热晕效应光束偏折热畸变参数矢量模型

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二次电子发射对系统电磁脉冲的影响

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物理学报 2021年第16期70卷 182-190页

作者：张含天周前红周海京孙强宋萌萌董烨杨薇姚建生北京应用物理与计算数学研究所北京100094

系统电磁脉冲难以有效屏蔽,会显著影响低轨航天器等重要装置和基础设施的性能.为了评估二次电子对系统电磁脉冲的影响,本文基于粒子云网格方法,建立了三维非稳态系统电磁脉冲模型,计算并比较了不同电流密度、金属材料等条件下,两种典型... 详细信息

系统电磁脉冲难以有效屏蔽,会显著影响低轨航天器等重要装置和基础设施的性能.为了评估二次电子对系统电磁脉冲的影响,本文基于粒子云网格方法,建立了三维非稳态系统电磁脉冲模型,计算并比较了不同电流密度、金属材料等条件下,两种典型结构的电磁脉冲响应.结果表明,在计算模型中忽略二次电子发射会使部分位置的峰值电场强度被低估2—3倍,电场响应持续的时间也会被低估10%以上.在各类二次电子中,背散射电子对系统电磁脉冲的影响占主导,而真二次电子的作用约为背散射电子的1/5.二次电子发射对系统电磁脉冲的影响随着系统所用材料原子序数的增高而加大.空间电荷效应较强时,二次电子才会对腔体外系统电磁脉冲产生影响.本研究有助于更好地通过数值模拟来获得具体装置在强辐射环境下的系统电磁脉冲响应.

关键词：二次电子发射系统电磁脉冲光电子全电磁粒子模拟方法

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金属微层裂区气体渗入现象的一种近似理论分析

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物理学报 2021年第9期70卷 367-373页

作者：刘军王裴孙致远张凤国何安民北京应用物理与计算数学研究所北京100094

受高压冲击后金属内激波在金属-气体界面卸载,当金属熔化后形成微层裂现象.微层裂发展到一定程度后,高压气体透过接触面向金属熔化液滴间零压真空缝隙渗透.本文就气体渗入金属微层裂区的现象进行了相关理论分析研究.基于金属液滴的正六... 详细信息

受高压冲击后金属内激波在金属-气体界面卸载,当金属熔化后形成微层裂现象.微层裂发展到一定程度后,高压气体透过接触面向金属熔化液滴间零压真空缝隙渗透.本文就气体渗入金属微层裂区的现象进行了相关理论分析研究.基于金属液滴的正六面体周期性排布,采用准静态和半动态分析方法,近似分析了气体渗入微层裂区的现象,得到了气体渗入通道封闭时间、最大渗入深度、单位面积渗入气体质量等近似公式.由敏感性分析看到,理论分析给出的物理现象变化规律符合该问题中的基本物理认识.

关键词：金属微层裂气体渗入渗入深度渗入质量

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一个快速模拟热稠密非平衡等离子体的碰撞辐射模型

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物理学报 2021年第11期70卷 171-179页

作者：韩小英李凌霄戴振生郑无敌古培俊吴泽清北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在实验室和天体等离子体研究中,原子/离子的激发、退激发以及电离、复合过程对等离子体的电离和能量平衡有着重要的影响.在激光等离子体作用的辐射流体模拟中,需要在线计算等离子体的平均离化度和吸收/发射系数.在现有的计算能力下,通... 详细信息

在实验室和天体等离子体研究中,原子/离子的激发、退激发以及电离、复合过程对等离子体的电离和能量平衡有着重要的影响.在激光等离子体作用的辐射流体模拟中,需要在线计算等离子体的平均离化度和吸收/发射系数.在现有的计算能力下,通常采用比较简单的平均原子(average atom, AA)模型进行在线计算.随着实验技术和计算能力的发展,急需发展能够在线计算的细致非平衡原子模型.本文报道了最新发展的多离化度平均离子碰撞辐射模型(multi-average ion collisional-radiative model, MAICRM).该模型用一个平均离子模拟等离子体中某一离化度所有离子的平均轨道占据数和布居,即每个平均离子的轨道占据数为该离化度所有离子的轨道占据数的平均;平均离子的布居等于该离化度离子的布居和.平均离子的轨道占据数和布居通过迭代求解速率方法得到.用该模型计算了Fe, Xe和Au非平衡等离子体的离化度分布,计算结果与细致组态和超组态模型以及实验测量符合,而计算量相对于细致组态/超组态大大降低.预期该方法能与辐射流体程序耦合,实现细致非平衡原子模型的在线计算.

关键词：非平衡等离子体平均离子速率方程辐射流体

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耐事故核燃料UN抗氧化机制与性能增强的研究进展

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工程科学学报 2025年第4期47卷 682-696页

作者：张钰赵旭文张玉娟杨宇吕文婷刘晓光褚明福杨振亮许靖堃葛昌纯北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院材料研究所绵阳621900

氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆... 详细信息

氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆内服役条件下的低抗氧化性能,本文总结了氮化铀在空气中的氧化反应过程和提升氮化铀核燃料抗氧化性能的方法,具体包括采用高耐腐蚀陶瓷烧结形成保护屏障、添加合适的金属元素合金化、表面涂层技术等方法.重点讨论了氮化铀与各种陶瓷抗氧化相包括二氧化铀,二硅化三铀和其他陶瓷抗氧化相烧结形成复合燃料的抗氧化性能.其中,氮化铀-二氧化铀型复合燃料相比于氮化铀在高温和高压蒸汽环境下具有更高的氧化起始温度,显示出较高的抗氧化性能.因此重点探索了氮化铀-二氧化铀型复合燃料成分和微观结构对抗氧化性能影响的微观机制以及改进措施.三氮化二铀相的生成在提高氮化铀-二氧化铀抗氧化性能方面起到关键作用,但其高温稳定性仍存在争议.另外,本文还归纳了当前氮化铀基新型燃料在抗氧化性能提升研究方面亟需解决的科学问题.

关键词：耐事故燃料氮化铀抗氧化性能二氧化铀三氮化二铀

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金属材料层裂再压实的模拟研究

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爆炸与冲击 2022年第3期42卷 10-21页

作者：刘军孙致远张凤国王裴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

激波在自由面卸载后金属内部经常出现层裂现象。若金属内层裂区再次受到冲击加载,则处于拉伸稀疏状态下的金属会逐渐被再次压实为密实介质,直至层裂区消失、再压实过程完成。由于金属层裂区初始拉伸状态的复杂性及再压实后物质状态的不... 详细信息

激波在自由面卸载后金属内部经常出现层裂现象。若金属内层裂区再次受到冲击加载,则处于拉伸稀疏状态下的金属会逐渐被再次压实为密实介质,直至层裂区消失、再压实过程完成。由于金属层裂区初始拉伸状态的复杂性及再压实后物质状态的不确定性,复杂加载情况下宏观模拟该问题的可靠性验证存在困难。目前,在实验诊断难以准确给出金属层裂区进入再压实过程的初始状态及再压实状态的情况下,具有层裂区内部细节描述能力的直接数值模拟成为了验证宏观模拟可靠性的一种有效手段。首先,在直接数值模拟建模中将金属层裂区初始拉伸状态建模为仅含层裂片、仅含孔洞、同时含有孔洞与层裂片3类情况。然后,通过不同孔隙度、再压实速率、层裂片数及孔洞数下的直接数值模拟,统计得到了对应工况下金属层裂区的再压实状态。最后,在保证直接模拟与宏观模拟具有良好可比性的情况下,对层裂再压实过程进行了宏观建模及模拟分析。分析认为:在宏观网格断裂后处理算法使用全应力置零和温度不变的情况下,宏观模拟能够较好地模拟稀疏区内含层裂片情况下的金属层裂再压实过程及再压实状态;若金属层裂区内部以仅含孔洞的初始状态进入再压实过程,则无论孔洞塌缩是否形成界面喷射,宏观模拟均无法较好模拟该层裂再压实过程及再压实状态。

关键词：层裂再压实直接模拟宏观模拟界面喷射

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结合源偏倚和权窗的蒙特卡罗全局减方差方法

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物理学报 2024年第4期73卷 113-118页

作者：张显刘仕倡魏军侠李树王鑫上官丹骅北京应用物理与计算数学研究所北京100094 华北电力大学核科学与工程学院北京102206 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两... 详细信息

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两种高效全局减方差算法,即均匀计数密度算法(属于源偏倚算法的一种)和权窗算法的结合展开研究,提出利用均匀计数密度算法的偏倚因子调整权窗下限,由此实现两种算法的有机结合.基于Hoogenboom-Martin压水堆全堆基准题中开展了一系列对比测试,验证了混合全局减方差算法更优于单一权窗算法或均匀计数密度算法,尤其是在降低最大误差方面.同时,基于新的指标,验证了均匀计数密度算法较经典的均匀裂变源算法具有更好的表现.研究结果表明,本文提出的混合全局减方差算法能高效求解全局计数问题,进一步促进了相关领域的研究.

关键词：蒙特卡罗方法全局减方差均匀计数密度算法权窗算法

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