检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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旋转浅水方程组的多尺度渐近极限

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 651-666页

作者：琚强昌王佳玮徐鑫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研究生院北京100193 中国海洋大学数学科学学院青岛266100

本文数学上严格证明在周期区域具有非平衡初值旋转浅水方程组的多尺度渐近极限;利用快平均方法证明当Rossby数和Froude数趋向0时,多尺度旋转浅水方程组的解收敛到长波准地转方程组的解,扩展了经典的准地转理论.

关键词：旋转浅水方程组多尺度渐近极限长波准地转方程组

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通用嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术

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石油学报 2025年第3期46卷 574-587页

作者：姚军王通孙致学孙海黄朝琴中国石油大学(华东)油气渗流研究中心山东青岛266580 中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 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京100094

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行... 详细信息

复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术进行了研究。首先,基于区域分解方法,研发了嵌入式离散裂缝模型大规模并行求解技术,并且提出了在非结构网格中,基质与裂缝两套独立系统的连接关系分解方法。其次,针对多组分热-流-固耦合问题,使用有限体积法实现了组分流动、传热与力学控制方程的统一数值离散,使用顺序隐式牛顿方法对耦合非线性问题进行并行迭代求解。最后,通过与解析模型对比验证了数值方法的准确性,并且将数值模拟器应用于多层页岩气藏立体开发、深层高温裂缝性油藏注水开发数值模拟,并且在不同并行规模下对并行计算性能与可扩展性进行了分析。实现的并行数值模拟技术能够对实际工程中的三维离散裂缝系统进行大规模精细并行数值模拟,并且在不同的并行规模下都取得了良好的并行性能与可扩展性,能够成为裂缝性油气藏开发的有效设计与分析工具。

关键词：油藏数值模拟嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合并行计算网格

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从科技史的角度展望量子科技的未来

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未来与发展 2025年第1期49卷 5-14页

作者：窦心怡刘洁中国工程科技创新战略研究院北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100193

文章综述了量子科技从理论基础到现代应用的发展史,涵盖了量子力学的诞生、关键科学成就以及量子技术在计算、通信和测量等领域的应用.通过对量子科技发展史的梳理,文章旨在为读者提供量子科技领域的全面视角,并强调了量子科技在未来社... 详细信息

文章综述了量子科技从理论基础到现代应用的发展史,涵盖了量子力学的诞生、关键科学成就以及量子技术在计算、通信和测量等领域的应用.通过对量子科技发展史的梳理,文章旨在为读者提供量子科技领域的全面视角,并强调了量子科技在未来社会和经济发展中的重要性。

关键词：量子科技科技史科技发展

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空间GaAs太阳能电池辐照损伤效应模拟研究

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强激光与粒子束 2025年第3期37卷 151-156页

作者：魏嘉欣郝建红赵强范杰清张芳薛碧曦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

航天器在轨服役期间长期处于复杂恶劣的空间辐射环境,以GaAs为代表的III-V族化合物太阳能电池因具备高光电转换效率和抗辐照能力而被广泛应用于航天领域。采用有限元法,基于计算机辅助设计技术(TCAD)对GaAs太阳能电池的空间辐照损伤效... 详细信息

航天器在轨服役期间长期处于复杂恶劣的空间辐射环境,以GaAs为代表的III-V族化合物太阳能电池因具备高光电转换效率和抗辐照能力而被广泛应用于航天领域。采用有限元法,基于计算机辅助设计技术(TCAD)对GaAs太阳能电池的空间辐照损伤效应进行了研究。以AM0光谱辐照下的GaAs太阳能电池电学参数为依据,建立了单结太阳能电池结构模型和辐照损伤模型,获得了在不同电子辐照条件下电池的伏安特性曲线,结合已有实验结果验证了本文模拟结果,分析了空间环境辐照下GaAs太阳能电池电学性能退化规律。结果表明,辐照损伤缺陷使得少数载流子扩散长度减小,降低了光生载流子的收集效率,在一定电子能量下,太阳能电池电学性能的退化幅度随辐照注量水平的提高而增大。

关键词： GaAs太阳能电池器件模拟辐照损伤电学性能

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高Z烧蚀等离子体的运动规律研究

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物理学报 2019年第18期68卷 162-171页

作者：刘仲恒孟广为赵英奎北京应用物理与计算数学研究所

填充低密度低Z物质的黑腔孔隙漏光是一类典型的高Z烧蚀等离子体在烧蚀及压力动态平衡下的运动问题.本文利用简化的一维平面模型模拟了孔隙侧壁烧蚀金等离子体在CH泡沫约束作用下的运动行为,展示了轻重物质界面在物质压和辐射压共同作用... 详细信息

填充低密度低Z物质的黑腔孔隙漏光是一类典型的高Z烧蚀等离子体在烧蚀及压力动态平衡下的运动问题.本文利用简化的一维平面模型模拟了孔隙侧壁烧蚀金等离子体在CH泡沫约束作用下的运动行为,展示了轻重物质界面在物质压和辐射压共同作用下运动的物理图象.提出金等离子体从扩张到折返的过程对应于孔隙从收缩到打开的过程,并给出折返时间和折返距离的解析方程,以及二者的峰值温度三次方与CH密度成正比的规律,同时表明在CH密度的较大变化范围内,金等离子体的烧蚀标度指数不变.利用改造的一维MULTI程序数值模拟的结果验证了解析理论的主要结论.本文给出了可在较宽的温度密度范围内计算高Z等离子体做折返运动的理论公式.

关键词：高Z等离子体烧蚀压约束烧蚀低Z泡沫

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预群聚电子束发出的超辐射脉冲的推迟效应、寿命和相干条件

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物理学报 1999年第1期48卷 74-77页

作者：丁武北京应用物理与计算数学研究所

讨论了在ＳｕｐｅｒＲｅｌｔｒｏｎ中预群聚电子束发出的超辐射脉冲的推迟效应、寿命和相干条件．

关键词：预群聚电子束推迟效应超辐射脉相干条件

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JMCT蒙特卡罗中子-光子输运程序全堆芯pin-by-pin模型的模拟

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原子能科学技术 2014年第6期48卷 1061-1066页

作者：邓力李刚张宝印上官丹骅李树胡泽华马彦姬志成北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京 100094

几何栅元数超过千万、计数达数十亿、模拟粒子数达数百亿规模的反应堆全堆芯pin-by-pin问题是目前国际公认的挑战计算机和计算方法的难题。由于巨大的数据量已超过单核内存的极限,必须进行空间区域分解和数据分解。本文利用基于JCOGIN... 详细信息

几何栅元数超过千万、计数达数十亿、模拟粒子数达数百亿规模的反应堆全堆芯pin-by-pin问题是目前国际公认的挑战计算机和计算方法的难题。由于巨大的数据量已超过单核内存的极限,必须进行空间区域分解和数据分解。本文利用基于JCOGIN实体组合几何框架自主开发研制的三维中子-光子输运蒙特卡罗程序JMCT,通过空间区域分解和嵌套并行,完成了对大亚湾核电站1号机组反应堆全堆芯pin-by-pin模型的建模和模拟,计算给出了每个pin的注量率分布及其误差。

关键词： pin-by-pin 空间区域分解嵌套并行计算蒙特卡罗 JCOGIN JMCT

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