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中国力学大会-2021+1

作者：宋洋马宗强王丽丽马东军王裴北京应用物理与计算数学研究所

引言Introduction在存在瞬态冲击作用的界面不稳定性及其诱导的湍流混合问题中,由于时间尺度的显著差异,初始介质界面在脉冲载荷下会率先发生微喷射流,而这些射流由于气动作用又很快破碎成细小的颗粒,进而在介质界面附近形成了具有一定... 详细信息

引言Introduction在存在瞬态冲击作用的界面不稳定性及其诱导的湍流混合问题中,由于时间尺度的显著差异,初始介质界面在脉冲载荷下会率先发生微喷射流,而这些射流由于气动作用又很快破碎成细小的颗粒,进而在介质界面附近形成了具有一定分布特征的颗粒混合层。这些微喷颗粒如何进一步影响界面失稳、转捩与湍流混合过程是目前许多科学与工程领域关注的重要问题之一。本文工作基于隐式大涡模拟技术(ILES)、采用高分辨率欧拉-拉格朗日多

关键词：湍流混合界面不稳定性动能谱混合层

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固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置

固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置

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作者：高兴誉刘歆宋海峰胡雨宽陈欣王越超方俊王丽芳张乐 100083 北京市海淀区花园路6号

本发明公开了一种固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置，采用分块Barzilai‑Borwein步长分别更新原子位置与晶格基矢，不仅省去了多余的线极小化，也平衡了原子和晶格的尺度；利用可行集局部近似制造投影，使临时晶格基矢不会过于... 详细信息

标准号: CN115563447A

本发明公开了一种固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置，采用分块Barzilai‑Borwein步长分别更新原子位置与晶格基矢，不仅省去了多余的线极小化，也平衡了原子和晶格的尺度；利用可行集局部近似制造投影，使临时晶格基矢不会过于远离可行集，增强了算法的稳定性。

关键词：晶格基矢计算方法及装置晶体结构局部近似原子位置弛豫分块算法投影尺度更新平衡制造

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Z箍缩聚变及高能量密度应用研究进展

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强激光与粒子束 2020年第9期32卷 66-77页

作者：肖德龙丁宁王冠琼王小光李晨光毛重阳北京应用物理与计算数学研究所北京100088

基于脉冲功率技术的Z箍缩过程可以实现驱动器电储能到X光辐射的高效率转换,形成极端温度、密度、压力条件,近年来在惯性约束聚变及高能量密度应用中取得了一系列重要进展。综述了国际上辐射间接驱动和磁直接驱动两条Z箍缩聚变技术路线... 详细信息

基于脉冲功率技术的Z箍缩过程可以实现驱动器电储能到X光辐射的高效率转换,形成极端温度、密度、压力条件,近年来在惯性约束聚变及高能量密度应用中取得了一系列重要进展。综述了国际上辐射间接驱动和磁直接驱动两条Z箍缩聚变技术路线发展现状,简要介绍了我国Z箍缩聚变尤其是7~8 MA脉冲功率装置上的动态黑腔研究进展;分别从辐射与物质相互作用、辐射不透明度、材料动态特性、实验室天体物理等方面,概述了Z箍缩应用于高能量密度物理研究的技术路线和主要成果。希望通过对Z箍缩聚变及高能量密度应用研究的论述和发展趋势分析,推动我国Z箍缩研究领域的进一步发展。

关键词： Z箍缩惯性约束聚变黑腔磁化套筒惯性聚变磁驱动聚变高能量密度物理

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固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置

固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置

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作者：高兴誉刘歆宋海峰胡雨宽陈欣王越超方俊王丽芳张乐 100083 北京市海淀区花园路6号

标准号: CN115563447B

关键词：晶格基矢计算方法及装置晶体结构局部近似原子位置弛豫分块算法投影尺度更新平衡制造

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热传导效应影响下RTI湍流的数值模拟研究

热传导效应影响下RTI湍流的数值模拟研究

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中国力学大会-2021+1

作者：张存波于承新范征锋北京应用物理与计算数学研究所

介绍/亮点Introduction/Highlight瑞利-泰勒不稳定性(RTI)诱导的湍流是ICF和天体物理等高能量密度领域中的重要问题。高能量密度条件下,RTI出现在高温、高压的等离子体中,电子热传导带来的高强度能流可引起界面烧蚀,进而影响RTI的发展... 详细信息

介绍/亮点Introduction/Highlight瑞利-泰勒不稳定性(RTI)诱导的湍流是ICF和天体物理等高能量密度领域中的重要问题。高能量密度条件下,RTI出现在高温、高压的等离子体中,电子热传导带来的高强度能流可引起界面烧蚀,进而影响RTI的发展规律。对于RTI演化早期的线性和弱非线性阶段,实验和理论研究结果丰富,物理图像清晰。对于高能量密度条件下RTI强非线性和湍流阶段物理认识不足。本工作采用经典RTI问题大涡模拟计算框架,引入电子热传导项,来模拟高能量密度条件下热传导效应的影响。基于数值模拟提升对高能量密度条件下RTI诱导的湍流演化规律的物理认识

关键词： RTI 高能量密度电子热传导传导效应数值模拟研究

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二维任意凸四边形网格的MoF界面重构解析算法

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北京理工大学学报 2021年第4期41卷 380-387页

作者：王成孔泽宇李涛贾祖朋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

流体矩量(MoF)方法是近年来发展的一种分段线性网格重构方法,在多物质任意拉格朗日-欧拉(MMALE)方法中应用广泛.针对传统MoF方法在进行界面重构时采用迭代算法的低效问题,本文提出了一种针对凸四边形网格界面的解析解求法,代替传统的迭... 详细信息

流体矩量(MoF)方法是近年来发展的一种分段线性网格重构方法,在多物质任意拉格朗日-欧拉(MMALE)方法中应用广泛.针对传统MoF方法在进行界面重构时采用迭代算法的低效问题,本文提出了一种针对凸四边形网格界面的解析解求法,代替传统的迭代求解方法应用在传统的MoF方法之中,基于Fortran语言编写了数值仿真程序;典型计算算例的结果证明本文提出的新方法大幅提高了界面重构过程的效率.

关键词：任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法流体矩量(MoF)方法界面重构解析解

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电热多物理耦合模拟的软件设计模式研究

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计算机科学与探索 2020年第8期14卷 1298-1306页

作者：龚平郑宇腾张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京100083

电热多物理场耦合数值模拟是微电子领域集成电路设计的重要手段,涉及电-热、电-热-力等多种多物理场耦合,以及静态、瞬态、时谐等多种分析类型。面向这种多样化的多物理场耦合分析需求,如何快速研制批量电热多物理场耦合软件,是一个挑... 详细信息

电热多物理场耦合数值模拟是微电子领域集成电路设计的重要手段,涉及电-热、电-热-力等多种多物理场耦合,以及静态、瞬态、时谐等多种分析类型。面向这种多样化的多物理场耦合分析需求,如何快速研制批量电热多物理场耦合软件,是一个挑战性问题。软件复用是解决该问题的关键。提出一种数理方程构件化的软件设计模式,首先实现电流连续性方程构件、稳态热平衡方程构件等解决单一物理场求解器的可复用问题,其次设计基于单一物理场方程构件自由组装多物理场耦合计算流程的方法,支持多物理场耦合软件的定制开发,而且这种模式适应于并行计算。通过两个典型的电热耦合并行应用软件的定制开发,代码复用率达到85%以上,验证了模式的有效性。

关键词：多物理场电热耦合软件复用设计模式软件构件

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基于ANCF的薄膜太阳帆自旋展开动力学模拟

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深空探测学报（中英文） 2022年第2期9卷 217-229页

作者：薛鹏聪刘铖水小平北京理工大学宇航学院北京100081 中物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京100088

执行深空探测任务的薄膜太阳帆在入轨展开过程中,其薄膜结构在宏观力学响应上表现出显著的拉压不对称特性。系统的动力学行为呈现出强烈的非线性特征,使其动力学建模与仿真计算面对巨大挑战。基于绝对节点坐标方法(Absolute Nodal Coord... 详细信息

执行深空探测任务的薄膜太阳帆在入轨展开过程中,其薄膜结构在宏观力学响应上表现出显著的拉压不对称特性。系统的动力学行为呈现出强烈的非线性特征,使其动力学建模与仿真计算面对巨大挑战。基于绝对节点坐标方法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF),整合张力场和不同模量弹性理论,推导了单元精确的切线刚度矩阵,提出了一种考虑不同模量的ANCF薄膜单元计算方法。在此基础上,采用第一类拉格朗日方程对薄膜太阳帆进行动力学建模,并通过可控数值耗散的广义-α算法求解动力学方程,分析了太阳帆不同结构设计参数对其展开动力学特性的影响。仿真结果验证了该方法在处理空间薄膜问题时的算法稳定性和高效性,对大型帆膜结构的系统设计有理论指导意义。

关键词：绝对节点坐标方法薄膜结构不同模量弹性理论

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陈式刚院士谈话录: 对于这个世界,我这么想

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计算物理 2021年第3期38卷 253-256页

作者：刘洁黄烁吕文娟岳影(访问整理) 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京100193

"对于这个世界,我这么想",简单的一句话,或许是很多人一生的梦想。"理论物理学家陈式刚院士学术成长资料采集工程课题组"的专题访谈录,原汁原味地记录了陈式刚对20世纪最伟大的科学家——爱因斯坦的评价以及相关科... 详细信息

"对于这个世界,我这么想",简单的一句话,或许是很多人一生的梦想。"理论物理学家陈式刚院士学术成长资料采集工程课题组"的专题访谈录,原汁原味地记录了陈式刚对20世纪最伟大的科学家——爱因斯坦的评价以及相关科研话题的分享。高中阶段,在一本《广义相对论》的引领下,陈式刚走入理论物理的殿堂。在复旦大学时(1954年-1958年),《狭义相对论中引力理论》的报告登上"复旦大学校庆科学报告会"(至今第55届)的讲堂。

关键词：理论物理学家陈式刚狭义相对论广义相对论引力理论资料采集谈话录原汁原味

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Rayleigh-Taylor混合转捩中间歇因子的时空演化规律研究

Rayleigh-Taylor混合转捩中间歇因子的时空演化规律研究

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：齐涵张又升何志伟许爱国北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京大学应用物理与技术中心

由界面不稳定性诱导的混合存在于惯性约束聚变等工程问题中,其中Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性是影响聚变工程实践中混合演化的关键机制。目前工程数值模拟的主流方法—Reynolds averaged Navier-Stokes（RANS）方法无法准确捕捉RT混... 详细信息

由界面不稳定性诱导的混合存在于惯性约束聚变等工程问题中,其中Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性是影响聚变工程实践中混合演化的关键机制。目前工程数值模拟的主流方法—Reynolds averaged Navier-Stokes（RANS）方法无法准确捕捉RT混合中混合转捩阶段的时空变化特征,影响了对工程最终聚变性能的评估。学术界对混合转捩的研究较少且局限于全局混合转捩判据,无法落地工程。但是,在航空领域,基于间歇因子—Y的RANS模型,能够很好地预测转捩的局域特征,而在RT混合中并没有Y的相关研究。为此,本文开展了RT混合的大规模数值模拟,并以Y为研究对象,开展了两方面工作。（1）对比了不同时刻拟涡能与湍动能的概率密度函数（PDF）分布,发现相比于湍动能,拟涡能的PDF随时间的变化更加符合前人的混合转捩准则（时间尺度转捩准则,基于外尺度雷诺数的最小湍流态）,因此本文选择使用拟涡能来提取Y。（2）基于流场数据提取了Y,并分析了Y的时空演化规律,以及Y与混合统计量的关系;具体如下:（a）基于不同时刻拟涡能的PDF,并结合结构函数划分阈值,从而识别不同时刻流场的湍流/非湍流区域,提取了不同时刻流场中的Y;（b）发现不同时刻Y空间分布的最大值Y的时间演化大致符合前人的全局转捩判据;（c）分析了Y的空间分布,发现不同时刻Y空间分布与不同层次的混合统计量存在同一定量关系。与前人的基于全局量的混合转捩判据不同,本文获取了表征局域转捩特征的Y,并成功使用Y刻画RT混合转捩过程,这为发展能够预测混合转捩的RANS模型奠定了基础。

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性混合转捩间歇因子

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