检索结果-内蒙古大学图书馆

含能材料 2018年第1期26卷 94-100页

作者：王星姜胜利赵寒月余一张蕾陈军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京100088

基于多介质可压缩流体方程和炸药反应速率方程构建了三维凝聚相炸药爆轰的物理模型,建立了适用于多相爆轰混合反应区计算的热力学平衡迭代方法并开发了高效稳定的爆轰并行模拟软件,基于对比试验验证了物理模型、数值方法和软件模块的正... 详细信息

基于多介质可压缩流体方程和炸药反应速率方程构建了三维凝聚相炸药爆轰的物理模型,建立了适用于多相爆轰混合反应区计算的热力学平衡迭代方法并开发了高效稳定的爆轰并行模拟软件,基于对比试验验证了物理模型、数值方法和软件模块的正确性。通过数值模拟不同拐角的爆轰过程,重点研究了凝聚相炸药拐角爆轰的波阵面结构、流场与化学反应的相互耦合和拐角处的二次起爆机理。结果表明,PBX9404炸药135°拐角比90°拐角衍射范围更大,波阵面结构受到当地流场波速的影响;爆轰波绕过拐角后由于流场涡流作用导致化学反应与前导激波解耦,形成临时"死区",随着拐角增大,拐角死区范围扩大;死区二次起爆的关键是混合反应区回爆波的作用时间大于拐角区域起爆的临界诱导时间。

关键词：凝聚相炸药拐角爆轰数值模拟

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TKX-50热分解氮气形成机理的分子动力学模拟

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含能材料 2018年第1期26卷 75-79页

作者：余一张蕾姜胜利王星赵寒月陈军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京100088

为研究新型富氮含能化合物5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(TKX-50)高能钝感背后的微观机制,采用从头算分子动力学方法模拟了TKX-50在不同压力及温度下的分解过程,通过分析主要产物N_2的生成路径,揭示了TKX-50热分解随温度与压力... 详细信息

为研究新型富氮含能化合物5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(TKX-50)高能钝感背后的微观机制,采用从头算分子动力学方法模拟了TKX-50在不同压力及温度下的分解过程,通过分析主要产物N_2的生成路径,揭示了TKX-50热分解随温度与压力变化的规律。模拟显示TKX-50分解的主要产物为H_2O和N_2。其中N_2存在三条主要的生成路径,两条来源于唑环环裂过程,另一条与铵盐和唑环的相互作用相关联。唑环环裂直接生成N2的过程受温度影响较大,温度越高,断裂速度越快,对压力不敏感。铵盐与唑环相互作用生成N_2的过程则依赖于扩散,扩散速率与温度呈正相关,与压力呈负相关。三条反应路径的共同作用使得TKX-50的反应速率宏观上呈现随温度升高而升高,随压力升高而下降的趋势。

关键词： 5,5,-联四唑-1,1,-二氧二羟铵(TKX-50) 热分解反应路径分子动力学模拟

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JMCT与子通道程序耦合方法研究及验证

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强激光与粒子束 2018年第1期30卷 176-179页

作者：刘鹏史敦福李康邓力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京100092

蒙特卡罗与热工水力的耦合计算是目前反应堆数值模拟的重要研究方向,在蒙特卡罗方法连续能量点截面的基础上结合热工程序的温度反馈,反应堆中子计算的准确性得到大幅提高。为了提高计算精度,堆芯模型分辨率也需进一步提高,相比于组件均... 详细信息

蒙特卡罗与热工水力的耦合计算是目前反应堆数值模拟的重要研究方向,在蒙特卡罗方法连续能量点截面的基础上结合热工程序的温度反馈,反应堆中子计算的准确性得到大幅提高。为了提高计算精度,堆芯模型分辨率也需进一步提高,相比于组件均匀化模型,pin-by-pin的建模方式能够获得更好的结果。利用蒙特卡罗程序JMCT与子通道程序COBRA-EN实现了蒙特卡罗-热工的内耦合,内耦合方式通过内存进行数据传递,其计算效率及安全性均优于外耦合方法。随后利用NURISP项目迷你堆的pin-by-pin模型对耦合程序进行验证。计算结果与同类耦合程序相似,验证了程序的准确性。同时,对耦合过程的收敛性问题进行了初步分析。

关键词： JMCT 子通道蒙特卡罗-热工耦合 pin-by-pin

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超大规模PBX炸药分子随机建模方法

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计算机仿真 2019年第4期36卷 1-6页

作者：刘敏娟郑澎杨洋周词扬中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900 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

PBX炸药脱粘效应引发的烈度反应会导致安全性隐患,需要基于分子尺度模拟揭示脱黏机制及化学反应机理,但是PBX分子随机建模非常复杂,目前尚无成熟的算法实现这种复杂体系的分子模型。为实现超大规模PBX炸药分子随机模型,采用Voronoi图模... 详细信息

PBX炸药脱粘效应引发的烈度反应会导致安全性隐患,需要基于分子尺度模拟揭示脱黏机制及化学反应机理,但是PBX分子随机建模非常复杂,目前尚无成熟的算法实现这种复杂体系的分子模型。为实现超大规模PBX炸药分子随机模型,采用Voronoi图模拟晶粒,六面体网格模拟晶胞,同时采用分子填充、分子链接等技术实现炸药和添加剂的分子结构。最终通过百万原子规模的批量计算模拟出PBX的分子随机模型。上述模型最终可用于PBX炸药配方的设计和制备工艺,武器库存老化及安全性评估。

关键词：塑性粘结炸药脱黏机制六面体网格炸药分子黏合剂分子

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高温介质辐射流体数值模拟

高温介质辐射流体数值模拟

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：李康骆龙山杨超李守先中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所

高温介质光辐射输运是惯性约束核聚变、超新星爆炸和飞行器再入中的典型物理现象。在高温条件下,介质原子系统中的电子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态,发射和吸收光量子,引起介质热力状态的变化,该过程与流体动力学过程耦合在一起... 详细信息

高温介质光辐射输运是惯性约束核聚变、超新星爆炸和飞行器再入中的典型物理现象。在高温条件下,介质原子系统中的电子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态,发射和吸收光量子,引起介质热力状态的变化,该过程与流体动力学过程耦合在一起产生更为复杂的辐射流体问题。而与流体的求解方法不同,光辐射呈现周向传输和连续能量谱分布特性,对数值计算方法和计算效率有较高的要求。根据光辐射传输特性的不同在一定的假设下,辐射输运方程可以

关键词：流体数值模拟光辐射流体动力学

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水下爆炸数值模拟程序开发及验证

水下爆炸数值模拟程序开发及验证

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：张磐李康刘娜中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所

水下爆炸广泛应用在工程与军事等领域,关乎到国家战略安全。水下试验方法研究面临着复杂性及安全性低等因素,目前大部分采用数值模拟方法来研究。数值模拟水下爆炸时,对于炸药爆轰过程,暂时忽略这一过程,采用瞬时爆轰模型。首先采用单... 详细信息

水下爆炸广泛应用在工程与军事等领域,关乎到国家战略安全。水下试验方法研究面临着复杂性及安全性低等因素,目前大部分采用数值模拟方法来研究。数值模拟水下爆炸时,对于炸药爆轰过程,暂时忽略这一过程,采用瞬时爆轰模型。首先采用单介质模型,基于Euler方程,采用Tait状态方程,数值模拟自由场水下爆炸,并与文献[1-4]经验公式进行对比,以验证冲击波传播规律的准确性。对于多介质的数值模拟,采用五方程模型,增加JWL状态方程和空化模型,模拟冲击波对自由水面的影响,并同样与文献[5]结果进行对比,验证程序的准确性。

关键词：水下爆炸状态方程数值模拟

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多介质问题紧致高精度算法研究

多介质问题紧致高精度算法研究

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第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会

作者：刘娜徐喜华陈艺冰中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所

针对高维及多物理耦合计算耗费大等困难,设计适合多介质流动模拟的模板紧致、易于并行、高阶精度、计算耗费小的谱体积方法。该方法是求解双曲型守恒率谱体积方法的直接推广,针对多介质流动物质界面捕捉的困难,利用拟守恒格式的思想避... 详细信息

针对高维及多物理耦合计算耗费大等困难,设计适合多介质流动模拟的模板紧致、易于并行、高阶精度、计算耗费小的谱体积方法。该方法是求解双曲型守恒率谱体积方法的直接推广,针对多介质流动物质界面捕捉的困难,利用拟守恒格式的思想避免物质界面处的非物理振荡。针对经典SV方法中限制器通常为2阶,高阶限制器计算工作量大等缺陷,构造了一类适用于SV方法的高效健壮WENO限制器。数值模拟结果表明,本方法具有高阶精度、高分辨率,且节约计算量,并且可以有效避免物质界面处非物理振荡。

关键词：多介质高精度紧致谱体积 WENO限制器

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高温介质辐射流体计算方法的初步研究

高温介质辐射流体计算方法的初步研究

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第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会

作者：李康骆龙山杨超刘娜田保林中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所

高温介质光辐射输运是惯性约束核聚变、超新星爆炸和飞行器再入的典型物理过程。在高温条件下,原子系统中的电子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态,发射和吸收光量子,引起介质热力状态的变化,该过程与流体动力学过程耦合在一起产生更... 详细信息

高温介质光辐射输运是惯性约束核聚变、超新星爆炸和飞行器再入的典型物理过程。在高温条件下,原子系统中的电子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态,发射和吸收光量子,引起介质热力状态的变化,该过程与流体动力学过程耦合在一起产生更为复杂的辐射流体问题。与流体的求解方法不同,光辐射呈现周向传输和能量谱分布特性,这对计算方法和计算效率提出了很高的要求。在不同的假设下,辐射输运方程可以简化为不同的模型方程,满足可计算建模的需求。本文详细介绍了基于平衡假设的辐射热传导模型的高精度隐式求解算法和辐射输运离散纵标(SN)算法,并对算法进行验证。通过算例,将本文的高精度离散方法与已有的方法进行比较,证明了离散方法的高精度特性。通过对比不同辐射输运求解方法,分析了计算方法对物理过程的影响规律,为高温介质辐射输运问题数值求解提供可靠的方法支撑。

关键词：高精度高温介质隐式格式辐射流体离散纵标

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并行代数多重网格算法:大规模计算应用现状与挑战

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数值计算与计算机应用 2019年第4期40卷 243-260页

作者：徐小文北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算... 详细信息

代数多重网格(AMG)是求解偏微分方程离散线性代数方程组最有效的算法之一,广泛应用于科学与工程计算领域实际问题的大规模数值模拟.随着超级计算机性能不断提升,实际数值模拟的计算规模和并行规模越来越大,同时.实际问题应用特征和计算机体系结构特征越来越复杂,AMG面临并行可扩展、算法可扩展和浮点性能优化的严峻挑战.本文结合大规模计算的发展趋势,特别是面向即将到来的百亿亿次(E级)计算,分析AMG算法在这三个方面的挑战,总结研究现状与进展,展望未来研究重点.

关键词：科学与工程计算数值模拟代数多重网格(AMG) 预条件子并行算法 E级计算

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TKX-50高压下结构、力学性质及电子特性的第一性原理研究

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含能材料 2018年第1期26卷 46-52页

作者：宗和厚张伟斌李华荣张蕾中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 应用物理与计算数学研究所高性能数值模拟软件中心北京100088

采用色散校正密度泛函(DFT-D)方法模拟了1,1'–二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(T KX-50)晶体在高压下的结构、力学性质及电子特性,得到了T KX-50晶体的弹性常数、体弹模量以及高压下状态方程、能带带隙的演变。用Hirshfeld面及2D... 详细信息

采用色散校正密度泛函(DFT-D)方法模拟了1,1'–二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(T KX-50)晶体在高压下的结构、力学性质及电子特性,得到了T KX-50晶体的弹性常数、体弹模量以及高压下状态方程、能带带隙的演变。用Hirshfeld面及2D指纹图分析了高压下分子间的相互作用的变化规律。模拟的结构与文献报道的实验数据一致。晶格的压缩性存在较大的各向异性,b轴最容易被压缩,三个轴向的可压缩性大小顺序为b>c>a。通过弹性常数计算获得了其常压下的硬度常数大小顺序为C_(33)(61.9 GPa)>C_(11)(58.1 GPa)>C_(22)(36.9 GPa)。T KX-50的带隙在零压下是直接带隙,在50 GPa及更高压力下为间接带隙,带隙随着压力增加而减小,预示T KX-50可能在压力下撞击感度增大。

关键词： 1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(TKX-50) 第一性原理力学性质电子特性高压色散校正密度泛函(DFT-D)方法

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