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基于量子化学的多尺度冲击动力学方法,模拟了冲击加载下凝聚相βHMX的初始动态响应特性和快速分解过程。计算结果表明,在前期的冲击压缩过程中,分子的微观响应依赖于分子的取向和冲击方向。与冲击方向夹角较大(接近90°)的化学键,能有效地避开冲击正压力对键的压缩和抑制,在后续的高温作用下能快速活化拉伸,成为初始的反应位点。伴随着分子结构形变及

关键词： HMX 动态响应分解机理冲击加载

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质子与钾原子碰撞的非辐射电荷转移过程和碰撞激发过程

质子与钾原子碰撞的非辐射电荷转移过程和碰撞激发过程

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第十五届全国原子与分子物理学术会议

作者：屈一至刘春华王建国中国科学院研究生院物理科学学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

电荷转移过程的研究在等离子体、天体物理等领域具有重要的意义。质子与碱金属原子碰撞的电荷转移过程在天体物理和托克马克的中性束注入中都有重要应用。质子与钾原子碰

关键词：钾原子碰撞激发电荷转移

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实现可控再冲击Richtmyer-Meshkov混合的理论方案与应用

气动研究与试验

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气动研究与试验 2024年第4期2卷 70-81页

作者：宋玉王宇辉张又升北京化工大学北京100029 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

激波再冲击Richtmyer-Meshkov(RM)湍流混合现象广泛存在于各类自然现象和工程问题中。混合宽度作为刻画RM混合演化最基础的物理量,影响其再冲击后演化的再冲击时间、马赫数等关键物理量已被探明,但定量依赖关系尚存争议。导致上述现状... 详细信息

激波再冲击Richtmyer-Meshkov(RM)湍流混合现象广泛存在于各类自然现象和工程问题中。混合宽度作为刻画RM混合演化最基础的物理量,影响其再冲击后演化的再冲击时间、马赫数等关键物理量已被探明,但定量依赖关系尚存争议。导致上述现状的一个原因在于现有再冲击RM混合实验和模拟方案,难以做到仅让某单一依赖变量孤立变化,导致确定定量关系的难度增加。为此,本文通过取消传统再冲击RM激波管中用于反射激波的固壁,改为一个能自由产生入射激波的开口端,设计了一种新型的再冲击RM混合激波管。新型激波管可通过改变两个入射激波的距离和强度,实现再冲击马赫数和时间的精准可控。本文在描述新型激波管全过程演化的基础上,结合冲击波关系式、等熵波关系式和接触界面相容关系,给出了全过程中各运动学和热力学量的详细理论计算公式。最后,基于这些理论关系和数值模拟,对Leinov等研究的再冲击RM混合实验进行了再评估。发现在某些工况下,实验数据与理论预测存在一定偏差,这可能暗示了关键数据测量中的潜在误差,研究结果为未来的实验和数值模拟提供了参考。

关键词： Richtmyer-Meshkov 激波再冲击湍流混合数值模拟

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从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

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中国交叉科学学会第17届学术年会

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 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 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088

本文概述我们课题组近十年来在非平衡流动物理建模与模拟方面的思考与进展。

关键词：

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复杂流动过程的DBM建模、模拟与分析研究进展

复杂流动过程的DBM建模、模拟与分析研究进展

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第十六届中国交叉科学会议

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 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 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088

自然界、国防与工业领域诸多问题的研究依托于复杂流体系统的建模与模拟。这类系统的物理建模、算法设计与特征分析均存在较强的挑战性。复杂的受力与弛豫导致丰富、复杂的流动与热动非平衡行为与效应。在爆燃、爆轰等复杂过程中,化学... 详细信息

自然界、国防与工业领域诸多问题的研究依托于复杂流体系统的建模与模拟。这类系统的物理建模、算法设计与特征分析均存在较强的挑战性。复杂的受力与弛豫导致丰富、复杂的流动与热动非平衡行为与效应。在爆燃、爆轰等复杂过程中,化学反应引起的放热、压缩甚至冲击等过程的介入进一步加剧了系统行为的复杂程度。随着对非平衡相变、冲击、爆燃、爆轰等复杂物理过程认知需求的提高和对系统主要特征、粗线条行为的逐渐了解和掌握,系统内的各种微介观结构与非平衡效应当前正在成为人们日益关注的热点。在Boltzmann 方程基础上经过两次重要的粗粒化物理建模得到的离散Boltzmann 方法(DiscreteBoltzmann Method,DBM)正在成为爆轰等非平衡复杂流动过程的一种全新的动理学描述、建模、模拟和分析方法。本报告综述我们课题组近年来在这一领域的主要进展。内容重点体现：(1)从数学建模角度,DBM 模型与传统流体模型的唯一差异就是使用离散Boltzmann 方程取代原来的Navier-Stokes 方程;但从物理建模角度,一个DBM 模型相当于一个传统流体模型外加一个关于热动非平衡效应的粗粒化模型。(2)通过DBM 提供的信息,可以建立“无组织动量流”、“无组织能量流”、化学反应速率与熵增率之间的关系式。(3)DBM 所提供的非平衡特征已经用于特征区域真实分布函数主要特征的恢复、复杂流体系统内各种界面的物理甄别与追踪、相变动理学研究中划分“亚稳相分解”和“相畴增长”两个阶段的物理判据、Rayleigh-Taylor 不稳定性研究中划分可压效应两个阶段的物理判据。(4)在爆轰波附近,黏性和热传导降低局域热动非平衡,但增强整体热动非平衡效应。

关键词：复杂流体非平衡动理学建模复杂物理场分析

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质子与钾原子碰撞的辐射衰变、辐射电荷转移和辐射缔合过程

质子与钾原子碰撞的辐射衰变、辐射电荷转移和辐射缔合过程

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第十五届全国原子与分子物理学术会议

作者：刘春华屈一至王建国中国科学院研究生院物理科学学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

质子与碱金属原子碰撞的电荷转移过程在天体物理和托克马克的中性束注入中都有重要应用。对于较高能区(>100 eV)的质子与钾原子碰撞的非辐射电荷转移过程的研究目前

关键词：钾原子电荷转移

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FeMnNi合金冲击相变与卸载逆相变历程研究

FeMnNi合金冲击相变与卸载逆相变历程研究

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第九届全国冲击动力学学术会议

作者：陈永涛李庆忠唐小军刘文韬中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰波物理实验室北京应用物理与计算数学研究所

采用VISAR测试技术,将正向加载和逆向加载实验相结合,首次研究掌握了不同加载压力下FeMnNi合金的冲击相变和卸载逆相变历程。结果指出:冲击加载压力大于冲击相变阈值2～3GPa时,FeMnNi合金发生α→ε相变,加载段呈现弹性波、塑性波和相... 详细信息

采用VISAR测试技术,将正向加载和逆向加载实验相结合,首次研究掌握了不同加载压力下FeMnNi合金的冲击相变和卸载逆相变历程。结果指出:冲击加载压力大于冲击相变阈值2～3GPa时,FeMnNi合金发生α→ε相变,加载段呈现弹性波、塑性波和相变波三波结构,塑性波在自由面反射稀疏波使FeMnNi合金完成ε→α逆相变,卸载段可能呈现稀疏波、稀疏冲击波和稀疏波的三波结构;冲击加载压力大于冲击相变阈值5～8GPa时,加载段呈现含相界面反射压缩波PIR的四波结构,塑性波反射稀疏波可能使FeMnNi合金卸载到亚稳态混合相,剩余相变波反射稀疏波使其由亚稳态混合相转变为α相,完成ε→α逆转变,卸载段呈现稀疏波和稀疏冲击波的两波结构。

关键词：固体力学 FeMnNi 相变逆相变

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非等温相分离的热传导、黏性和Prandtl数效应:格子Boltzmann模拟与理论分析

非等温相分离的热传导、黏性和Prandtl数效应:格子Boltzmann模拟...

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中国核学会2015年学术年会

作者：甘延标许爱国张广财蔚喜军北华航天工业学院河北廊坊065000 北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 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 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190 北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京100088

利用线性理论分析研究了非等温气液相分离的热传导、黏性和Prandtl数效应.发现热传导加速相分离过程,黏性抑制相分离速度.亚稳态相分离持续的时间tSD与热传导系数KT、黏性系数η满足如下关系tSD=a+b/Kr,tSD=c+dη+(eη)3,其中a-e均为拟... 详细信息

利用线性理论分析研究了非等温气液相分离的热传导、黏性和Prandtl数效应.发现热传导加速相分离过程,黏性抑制相分离速度.亚稳态相分离持续的时间tSD与热传导系数KT、黏性系数η满足如下关系tSD=a+b/Kr,tSD=c+dη+(eη)3,其中a-e均为拟合参数.对于固定的Prandtl数Pr,当系统黏性η小于临界值ηc时,tSD与η呈现逆对数关系.当η＞ηc时,对于Pr＜1的情形,tSD随η减小而减小;当Pr＞1时,tSD随η的增加而增加.上述结果同格子Boltzmann模拟结果符合得很好.

关键词：气液相分离过程热传导系数黏性系数 Prandtl数效应格子玻尔兹曼理论

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