检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2020年第6期40卷 216-222页

作者：姚立蒲昱东韦敏习詹夏宇张兴晏骥杨轶濛侯立飞丁永坤中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 清华大学工程物理系北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

X射线荧光成像技术具有局域探测能力,适合诊断复杂几何构型流体运动,在实验室天体物理、惯性约束聚变等高能量密度物理领域具有重要的应用前景。基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了X射线荧光成像的原理验证实验。实验采用聚4-甲基-1-戊烯泡... 详细信息

X射线荧光成像技术具有局域探测能力,适合诊断复杂几何构型流体运动,在实验室天体物理、惯性约束聚变等高能量密度物理领域具有重要的应用前景。基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了X射线荧光成像的原理验证实验。实验采用聚4-甲基-1-戊烯泡沫掺杂TiO2纳米颗粒为静态客体,以钒等离子体辐射为荧光泵浦源,以平晶谱仪为分光和成像设备,成功获得了钛原子K壳层荧光的一维空间分辨强度轮廓。基于荧光产生和平晶成像原理,对荧光信号强度进行了定量估算,结果表明,模拟和实测荧光强度轮廓符合较好。该工作可为X射线荧光成像技术在复杂几何构型流体实验中的应用提供参考。

关键词： X射线光学 X射线荧光成像平晶谱仪掺钛泡沫高功率激光器

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单模Rayleigh-Taylor气泡在混沌阶段的解析增长标度律

单模Rayleigh-Taylor气泡在混沌阶段的解析增长标度律

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：刘昌文张又升肖左利北京大学应用物理与技术研究中心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工学院湍流与复杂系统国家重点实验室

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预测其前沿气泡演化具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提出的势流模型框架,发展了若干能较好预测势流... 详细信息

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性是流体力学最经典的问题之一,广泛发生于自然界和工程问题中。准确预测其前沿气泡演化具有重要的科学意义和工程应用价值。半个多世纪以来,众多学者基于Layzer提出的势流模型框架,发展了若干能较好预测势流阶段气泡演化的理论模型。然而,单模RT不稳定性的非线性气泡演化仍然是一个尚未完全解决的难题,具有较大的挑战性。本文获得了单模RT不稳定性气泡混沌发展阶段的增长率解析标度关系,并得到Wei和Bian等人高分辨率数值模拟结果的验证。该标度关系在经典势流理论模型的基础上引入尺度变换,实现了对不稳定性增长率线性阶段、非线性阶段、准稳态阶段、再加速阶段以及混沌阶段的全阶段统一建模。本文还发现,单模RT不稳定性的气泡高度演化最终会进入一个关于时间平方幂次律增长的混沌发展阶段,类似于多模RT后期阶段观察到的湍流混合行为。图1所示理论增长标度律与Wei的数值拟合结果相吻合,证实本文所提出标度律的可靠性。这项工作预计将为深入理解多模RT不稳定性的湍流混合标度关系提供指导。

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性势流模型混沌发展阶段解析标度律

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模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置

模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置

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作者：刘瑜黄厚兵宋海峰盛杰武帅杨超王越超韩国民孙博施小明 100083 北京市海淀区花园路6号

本发明公开了一种模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置，采用各向异性的弹性常数建立了耦合各向异性弹性能的氢化点腐蚀相场模型，并利用插值函数的方法构造等效弹性常数来表征体系的非均匀性，适用于各向异性的金属材料，可模... 详细信息

标准号: CN114330053A

本发明公开了一种模拟金属表面氢化点腐蚀形貌演化的方法及装置，采用各向异性的弹性常数建立了耦合各向异性弹性能的氢化点腐蚀相场模型，并利用插值函数的方法构造等效弹性常数来表征体系的非均匀性，适用于各向异性的金属材料，可模拟金属材料因弹性各向异性生长导致的形貌差异，更好地展示了氢化点腐蚀的生长形貌特征；在点腐蚀相场模型中，采用有限元方法求解非周期边界条件的力学平衡方程，可以避免傅里叶变换求解周期性弹性场引起非周期性物理参数周期化的问题。

关键词：腐蚀金属材料求解氢化等效弹性常数各向异性弹性形貌傅里叶变换边界条件表面氢化表征体系插值函数弹性常数非均匀性非周期性力学平衡模拟金属物理参数形貌差异形貌特征耦合弹性场非周期周期化生长展示

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Vlasov-Poisson方程半拉格朗日守恒算法

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计算物理 2020年第1期37卷 19-25页

作者：刘全倪国喜牛霄胡军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京100088

利用三阶迎风插值多项式结合限制子方法,构造Vlasov-Poisson方程的半拉格朗日守恒型格式,可保持Vlasov-Poisson方程解的正性.计算朗道阻尼,双束不稳定性等典型问题,并与样条插值方法、UGKS方法进行比较,模拟结果表明半拉格朗日守恒性格... 详细信息

利用三阶迎风插值多项式结合限制子方法,构造Vlasov-Poisson方程的半拉格朗日守恒型格式,可保持Vlasov-Poisson方程解的正性.计算朗道阻尼,双束不稳定性等典型问题,并与样条插值方法、UGKS方法进行比较,模拟结果表明半拉格朗日守恒性格式在Vlasov-Poisson方程求解中具有较高分辨率.

关键词： Vlasov-Poisson方程半拉格朗日插值方法守恒型格式

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适用于等熵流动的交错拉氏Godunov方法

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计算物理 2020年第5期37卷 529-538页

作者：孙晨李肖沈智军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京100088

为消除传统单元中心型Godunov方法在求解稀疏波问题时的非物理过热现象,发展一种适用于等熵流动的交错拉氏Godunov方法.主要的特征是采用速度与热力学变量交错分布的形式,避免在单元内进行速度平均,从而消除由于动量平均过程导致的动能... 详细信息

为消除传统单元中心型Godunov方法在求解稀疏波问题时的非物理过热现象,发展一种适用于等熵流动的交错拉氏Godunov方法.主要的特征是采用速度与热力学变量交错分布的形式,避免在单元内进行速度平均,从而消除由于动量平均过程导致的动能耗散.与传统的von Neumann型交错网格方法相比,网格的边界通量由节点处的多维黎曼求解器提供,克服了多维人工粘性选取带来的困难.为减少多维黎曼求解器在求解稀疏波问题时的非物理熵增,给出稀疏波出现的合理判据,从而保证了热力学关系式的满足.数值实验表明:该方法能很好地消除稀疏波的过热现象,同时在求解激波问题时又能保持与传统单元中心型拉氏方法相同的激波捕捉能力.

关键词：交错网格黎曼求解器稀疏波 Godunov方法

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出版前言

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强激光与粒子束 2021年第1期33卷 F0002-F0002,I0001页

作者：丁永坤北京应用物理与计算数学研究所党委北京大学应用物理与技术研究中心中国物理学会高能量密度物理专业委员会等离子体物理分会

高能量密度物理(HEDP)是研究能量密度大于1011 J/m^3极端状态下物质特性和运动规律的新兴交叉学科,是驱动材料物理、天体物理、原子分子物理、核物理、加速器物理等传统学科向极端参数条件下发展的关键科学与技术支撑,是惯性约束聚变等... 详细信息

高能量密度物理(HEDP)是研究能量密度大于1011 J/m^3极端状态下物质特性和运动规律的新兴交叉学科,是驱动材料物理、天体物理、原子分子物理、核物理、加速器物理等传统学科向极端参数条件下发展的关键科学与技术支撑,是惯性约束聚变等国防重大需求领域的重要科学基础。

关键词：物质特性原子分子物理高能量密度物理能量密度新兴交叉学科需求领域驱动材料传统学科

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一维理想弹塑性流体的数值模拟及壁热现象的抑制

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计算物理 2020年第5期37卷 539-550页

作者：李肖孙晨沈智军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京100088

针对一维理想弹塑性流体的Wilkins模型,提出HLLC型的近似黎曼解法器.该解法器引入塑性波并保证波的个数和真实的物理情况一致,其中波速选取由波系的特征分析来确定.整个算法实施简单,无需迭代,为减少强冲击(稀疏)模拟时的壁热误差,设计... 详细信息

针对一维理想弹塑性流体的Wilkins模型,提出HLLC型的近似黎曼解法器.该解法器引入塑性波并保证波的个数和真实的物理情况一致,其中波速选取由波系的特征分析来确定.整个算法实施简单,无需迭代,为减少强冲击(稀疏)模拟时的壁热误差,设计相应的壁热粘性,有效地抑制了非物理的壁热现象.

关键词：弹塑性流体塑性波黎曼解法器 HLLC 壁热现象

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中性化背景等离子体对电子束传输的影响

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河北师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 454-460页

作者：曹远昊郝建红张芳赵强范杰清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

研究复杂环境对束流传输的影响在空间探测及空间物理等领域都有重要意义.相比于在真空中电子束的传输,采用不均匀密度分布的背景等离子体可以使束流在传输过程中所受的箍缩力与发散力之间有更好的平衡,以此实现不同应用场合中电子束流... 详细信息

研究复杂环境对束流传输的影响在空间探测及空间物理等领域都有重要意义.相比于在真空中电子束的传输,采用不均匀密度分布的背景等离子体可以使束流在传输过程中所受的箍缩力与发散力之间有更好的平衡,以此实现不同应用场合中电子束流的有效传输.基于实验室实现和契合准备目的,使用粒子模拟(particle-incell,PIC)方法,对不同密度分布的背景等离子体中电子束传输特性进行计算分析.结果表明,在无碰撞条件的中性背景等离子体中,背景等离子体呈1/4sin周期分布更加有利于电子束的稳定传输.

关键词：电子束传输背景等离子体 PIC技术应用柱坐标系无碰撞粒子模拟

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基于流线的流场可视化绘制方法综述

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计算机科学 2021年第12期48卷 1-7页

作者：张倩肖丽中国工程物理研究院四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100080 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析。流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于... 详细信息

流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析。流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于纹理的方法(如LIC、噪声点、IBFV等)。流线可视化是流场可视化的一个重要且常用的几何可视化手段。在流线可视化的研究中,流线的放置是整个流线可视化的重点,流线的数目和位置影响了整个可视化效果。当流线放置过多时,会造成视觉的杂乱;而流线放置过少会使流场信息表达不完整,无法传递完整的信息给领域专家。为了实现对科学数据的精确显示,流线可视化产生了两个重要的研究方向:种子点的放置和流线的约减。文中介绍了种子点放置方法和流线的约减方法的相关研究,总结了在2D和3D流场上出现的一些问题和采取的解决方案,并针对日益增长的科学数据,提出流线可视化下一步需要解决的问题。

关键词：流线放置种子点生成策略流线约减流场可视化科学计算可视化

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近连续流动的离散玻尔兹曼建模

近连续流动的离散玻尔兹曼建模

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：许爱国北京应用物理与计算数学研究所邓稼先创新研究中心北京大学应用物理技术研究中心

2021年诺贝尔物理学奖颁给了三位在复杂系统研究方面做出突出贡献的科学家,这三位获奖人均是流体物理学家。流体系统就是一个非常好的复杂系统。流体研究,历久弥新!近连续/离散流动广泛存在于自然界与工程领域。流体系统的非连续性(离散... 详细信息

2021年诺贝尔物理学奖颁给了三位在复杂系统研究方面做出突出贡献的科学家,这三位获奖人均是流体物理学家。流体系统就是一个非常好的复杂系统。流体研究,历久弥新!近连续/离散流动广泛存在于自然界与工程领域。流体系统的非连续性(离散性)与热力学非平衡程度密切相关。Knudsen数,一方面,可视为重新标度的平均分子间距,描述系统的离散度(非连续性);另一方面,又可视为重新标度的热力学弛豫时间,描述系统的热力学非平衡程度。非平衡流、非连续流(离散流)概念,在物理内涵上有诸多重叠。当然,鉴于非平衡行为的复杂性,任何非平衡程度的定义都依赖于研究视角。这些不同视角的非平衡程度,相关但又无法相互取代。我们对流体的认知是从连续、平衡流动开始的。随着离散程度、非平衡程度提升,系统行为复杂度急剧上升,这为相应流动行为的描述和掌控带来挑战!同时,我们所关心的流动行为,往往又发生在分子动力学(MD)模拟所无法企及的时空尺度上。这些"介尺度"两难行为的建模与机理研究是当前"介科学"研究的核心内容。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之间的区别与互补,介绍我们课题组近年来在DBM(Discrete Boltzmann Modeling/Model/Method)"介尺度"建模与模拟方面的研究进展。从数学建模角度来看,DBM建模与传统流体建模的典型差异就是使用离散Boltzmann方程取代原来的Navier-Stokes(NS)方程。但从物理建模角度来看,这一取代是有"增益"的。DBM旨在回答:复杂性提升后的流体行为,如何模拟+如何分析?其研究策略是:将复杂问题进行分解,选取一个视角,研究系统的一组动理学性质,因而要求描述这组性质的动理学矩在模型简化中保值;以该组动理学矩的独立分量为基,构建相空间,使用该相空间和其子空间来描述系统的非平衡行为特征;研究视角和建模精度随着研究推进而调整。通常的强度量是标量,但引入"非平衡强度矢量"来对非平衡强度进行多视角描述,是有帮助的。特征更加丰富但以前知之甚少的非平衡行为蕴含着大量待开发的物理功能。

关键词：非平衡流近离散流多相流离散玻尔兹曼方法

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