检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2025年第2期42卷 146-159页

作者：张延庆谷同祥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

物理信息神经网络(PINN)为偏微分方程正反问题数值求解开创了一条具有广阔应用前景的新途径。本文聚焦于扩散方程的扩散系数反演问题。针对固定系数、各向异性系数、空间依赖系数、时空依赖系数以及非线性扩散系数等问题展开了系统研究... 详细信息

物理信息神经网络(PINN)为偏微分方程正反问题数值求解开创了一条具有广阔应用前景的新途径。本文聚焦于扩散方程的扩散系数反演问题。针对固定系数、各向异性系数、空间依赖系数、时空依赖系数以及非线性扩散系数等问题展开了系统研究,提出了求解各类问题所需的网络结构及求解方法。数值实验表明,PINN方法在求解扩散系数反问题时只需较少的数据即可反演出较为精确的未知系数,并在一定噪声水平下表现出较强的稳健性。

关键词：物理信息神经网络微分方程反问题扩散方程数值解

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北京应用物理与计算数学研究所

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科学新闻 2015年第12期 96-96页

北京应用物理与计算数学研究所创建于1958年,是一个以承担国家重大科研任务为主,同时开展基础和应用理论研究的多学科研究机构。北京应用物理与计算数学研究所创建于1958年,是一个以承担国家重大科研任务为主,同时开展基础和应用理论研... 详细信息

北京应用物理与计算数学研究所创建于1958年,是一个以承担国家重大科研任务为主,同时开展基础和应用理论研究的多学科研究机构。北京应用物理与计算数学研究所创建于1958年,是一个以承担国家重大科研任务为主,同时开展基础和应用理论研究的多学科研究机构。建所50多年来,几代科研人员秉承"爱国奉献、艰苦奋斗、协同攻关、求实创新、勇攀巅峰"的两弹精神,矢志不渝,攻克了一个个科学技术难关,圆满完成了各项国家任务,为我国国防建设和科学技术的进步做出了重大贡献。研究所现有职工近700人,其中中国科学院院士8人,中国工程院院士5人,正高级研究人员150余人。国家"百千万人才工程"人选8人,国家有突出贡献的中青年

关键词：北京应用物理与计算数学研究所人才工程等离子体物理粒子物理国防科技工业

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脉冲源法对次临界系统的适用性和限制条件

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计算物理 2025年第2期42卷 224-231页

作者：高屹郑妍徐琪张晓立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战略研究中心北京100094

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区... 详细信息

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统,活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明:脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统,活性区越接近临界,泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区keff限值,并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

关键词：脉冲源法次临界系统泄漏γ计数率瞬发中子衰减时间常数裂变衰减特性

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宽谱红外/太赫兹量子棘轮探测器研究进展(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 12-25页

作者：楚卫东白鹏杨宁王屹韩尚杰王迎新赵自然北京应用物理与计算数学研究所北京100088 计算物理全国重点实验室北京100088 北京师范大学物理与天文学院北京100875 北京邮电大学理学院北京102206 清华大学工程物理系北京100084

近年来,红外/太赫兹探测技术取得了卓越的进步,聚焦于当前主流的红外及太赫兹探测器就其优点和缺点进行相应评述。为满足现在科技水平所需的高速探测光子型红外/太赫兹探测器取得了广泛地关注和研究,但其工作温度低、响应光谱范围窄等... 详细信息

近年来,红外/太赫兹探测技术取得了卓越的进步,聚焦于当前主流的红外及太赫兹探测器就其优点和缺点进行相应评述。为满足现在科技水平所需的高速探测光子型红外/太赫兹探测器取得了广泛地关注和研究,但其工作温度低、响应光谱范围窄等缺点限制了其应用的场景。就工作原理、工作模式、研究进展、能带工程等方面介绍GaAs基经典红外/太赫兹光子型探测器并进行评述。在此基础上,详细介绍文中提出的量子棘轮红外探测器(QRIP)的研究进展,从QRIP器件的工作原理、器件结构等方面阐述了其优势及可行性。通过研究QRIP不同的杂质类型、掺杂浓度、生长工艺、能带结构等条件以研究其工作机理及量子特性,列出了不同结构QRIP器件实验结果并进行了分析。棘轮结构在无外加电场下能够对红外能量进行探测,同时在特定的偏压下能够实现光谱可调的性质以实现宽谱的探测。进一步地,将QRIP集成LED制备出量子棘轮上转换器件,其能够实现4~200 THz的超宽谱探测,同时量子棘轮上转换探测器在25 K时响应率可以达到0.4 A/W。该研究表明了量子棘轮探测器能够有效提升器件的工作温度、响应光谱范围,为高工作温度红外/太赫兹光子型探测器实现提供了新思路。

关键词：红外/太赫兹探测器宽谱探测器高温太赫兹探测量子棘轮

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可压缩Navier-Stokes/Navier-Stokes方程组内流问题复合波的非线性稳定性

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 667-684页

作者：李海梁张越赵爽首都师范大学数学科学学院北京100048 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文研究可压缩Navier-Stokes/Navier-Stokes方程组的内流问题,该方程组由两个等熵可压缩Navier-Stokes方程组通过拖拽力(drag force)的作用相互耦合而成.当初值是关于稳态解和稀疏波叠加构成的复合波的小扰动时,本文证明该内流问题存... 详细信息

本文研究可压缩Navier-Stokes/Navier-Stokes方程组的内流问题,该方程组由两个等熵可压缩Navier-Stokes方程组通过拖拽力(drag force)的作用相互耦合而成.当初值是关于稳态解和稀疏波叠加构成的复合波的小扰动时,本文证明该内流问题存在唯一的整体强解,且该方程组的强解长时间渐近收敛至上述复合波.

关键词：两相流模型内流问题稳态解稀疏波非线性稳定性

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大型靶目标粒子辐照蒙特卡罗计算后处理方法

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 98-106页

作者：胡友涛范杰清赵强王浩洋张芳张硕崔雅萍郝建红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

蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法是辐照损伤、辐照屏蔽研究中应用最广泛的方法之一。在对机场、铁路、舰船等大型靶目标开展辐照损伤研究时,通常关注靶目标的3D建模及辐照计算,而对计算后的数据分析多采用人工方式,工作难度大、效率低,成... 详细信息

蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法是辐照损伤、辐照屏蔽研究中应用最广泛的方法之一。在对机场、铁路、舰船等大型靶目标开展辐照损伤研究时,通常关注靶目标的3D建模及辐照计算,而对计算后的数据分析多采用人工方式,工作难度大、效率低,成为制约相关研究的技术瓶颈。开展靶目标粒子辐照MC计算可视化后处理方法研究,建立了基于KD树(k-dimensional tree,KDtree)+反距离加权(inverse distance weight,IDW)和基于遗传算法优化反向传播(genetic algorithm based backpropagation,GABP)神经网络的后处理模型,实现了数据与模型结合的可视化分析。与传统数据分析方法相比,提出的方法能够大幅减低研究人员工作难度,提升数据处理速度,实现辐照效应直观展示,提升辐照效应研究后处理工作效率。

关键词：粒子辐照遗传算法反向传播神经网络 KD树反距离加权后处理

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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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航空发动机中的流固耦合动力学模型:建模与分析

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 753-778页

作者：王术沈林江松北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 黄淮学院数学与统计学院驻马店463000 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文综述航空发动机中的流固耦合动力学模型及其建模方法和理论分析结果.首先,基于振动力学中的旋转薄壁梁板壳叶片振动的非线性动力学模型、发动机叶片的实际几何结构以及在高压绕流场中的高速旋转等实际应用特征,基于Hamilton原理与... 详细信息

本文综述航空发动机中的流固耦合动力学模型及其建模方法和理论分析结果.首先,基于振动力学中的旋转薄壁梁板壳叶片振动的非线性动力学模型、发动机叶片的实际几何结构以及在高压绕流场中的高速旋转等实际应用特征,基于Hamilton原理与热力学第二定律,推导并重构一些航空发动机旋转叶片振动动力学非线性流固耦合偏微分方程模型.然后,给出具有移动界面的一类非线性不可压流固耦合模型的一些理论分析结果.

关键词：航空发动机旋转叶片振动非线性流固耦合动力学模型移动界面

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求解含静态裂缝线弹性问题的一类基于物理信息神经网络算法

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计算物理 2025年

作者：柴博涛陈星玎余云龙北京工商大学数学与统计学院数据科学系北京应用物理与计算数学研究所

针对二维含静态裂缝线弹性问题构造了一类新的基于物理信息神经网络算法。为了处理裂缝处位移场的强间断性，基于区域分解思想，将计算区域分成若干个子区域，并采用多个相互独立的神经网络分别求解各个子区域中的位移场和应力场。为了... 详细信息

针对二维含静态裂缝线弹性问题构造了一类新的基于物理信息神经网络算法。为了处理裂缝处位移场的强间断性，基于区域分解思想，将计算区域分成若干个子区域，并采用多个相互独立的神经网络分别求解各个子区域中的位移场和应力场。为了处理裂尖处应力场的强奇异性，引入裂尖渐近场函数对神经网络的输出量进行修正，以期显著提高计算精度。最后，相关数值实验验证了算法的有效性。

关键词：物理信息神经网络静态裂缝多神经网络区域分解裂尖渐近场函数

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强飞秒激光脉冲的水下传输特性及调控

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计算物理 2025年第1期42卷 38-46页

作者：冯志芳刘丽娜刘勋李维于承新叶地发太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 北京空间机电研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

通过数值模拟研究强飞秒激光在水下传输的特性,利用输入脉冲能量、透镜焦距及束腰宽度对其进行调控。结果表明:当系统参数选取合适时,可以通过透镜焦距有效地调控光丝在水下1 m到10 m范围内形成,且传输长度达到米级。随着透镜聚焦能力变... 详细信息

通过数值模拟研究强飞秒激光在水下传输的特性,利用输入脉冲能量、透镜焦距及束腰宽度对其进行调控。结果表明:当系统参数选取合适时,可以通过透镜焦距有效地调控光丝在水下1 m到10 m范围内形成,且传输长度达到米级。随着透镜聚焦能力变弱(如f=10 m),产生的等离子体丝会发生剧烈的振荡,不利于波谱的水下探测,此时通过增加光束的束腰宽度,实现光丝在水下较远目标位置较稳定地传输。通过增加输入功率来平衡海水中杂质对激光能量的衰减效应,实现光丝在水下远距离的传输。

关键词：非线性光学强飞秒激光等离子体光丝衰减系数

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