检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2023年第7期44卷 129-134页

作者：孙洪伟郝建红赵强范杰清张芳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

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤... 详细信息

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤评价方法。结果表明,在三结GaAs太阳电池中,40 keV能量的质子辐照对中电池的影响最小;100和150 keV能量的质子辐照主要对中电池基区造成影响,导致电池性能一定程度上的衰退;70 keV能量的质子辐照对于中电池结区的影响最大,从而导致量子效率QE和并联电阻Rsh的变化最为明显。

关键词：太阳电池质子辐照砷化镓量子效率晶格缺陷

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面向复杂几何模型的并行四面体网格生成方法

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计算力学学报 2023年第1期40卷 140-145页

作者：徐权冷珏琳杨洋刘田田郑澎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京100094 中国工程物理研究院计算机应用研究所绵阳621900

面向大规模工程计算等数值模拟领域,提出了一种支持复杂几何模型的大规模四面体网格并行生成方法。该方法以复杂几何模型作为输入,首先采用串行网格生成方法生成初始四面体网格,然后通过两级区域分解方法将初始网格分解为多个子网格并... 详细信息

面向大规模工程计算等数值模拟领域,提出了一种支持复杂几何模型的大规模四面体网格并行生成方法。该方法以复杂几何模型作为输入,首先采用串行网格生成方法生成初始四面体网格,然后通过两级区域分解方法将初始网格分解为多个子网格并分配到相应的进程中,进程间并行地提取出子网格的表面网格,并基于几何模型对面网格进行贴体加密,最后对加密后的面网格采用Delaunay方法重新生成四面体网格,该方法可以更好地适应高性能计算机体系结构,较好地克服了并行方法中并行性能和网格质量不能兼顾的问题。对三峡大坝模型进行测试和验证,证明该方法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数万处理器核上并行生成数十亿高质量四面体网格。

关键词：四面体网格并行网格生成区域分解并行计算

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航空发动机中的流固耦合动力学模型:建模与分析

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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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SEMD:一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具

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计算物理 2024年第1期41卷 52-63页

作者：张鹏张爱清莫则尧王景焘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 中国工程物理研究院四川绵阳621900

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进... 详细信息

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进行抽象,完全屏蔽底层硬件特征和性能优化实现,使得基于其编写的数值计算子程序能够自动实现跨平台性能可移植。典型算例测试结果显示:在X86、ARM、GPU三种不同架构的处理器上,SEMD的整体性能优化效果超过国际上的同类产品。此外,SEMD在结构、流体、电磁等领域实际数值模拟软件的研制中也得到了初步应用,支撑4款软件热点数值计算子程序平均性能提升164%.

关键词：跨平台自动性能优化性能可移植数值计算循环编程接口

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JMCT3.0蒙特卡罗质子及低能光子/电子输运功能开发及检验

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强激光与粒子束 2024年第9期36卷 127-133页

作者：谭笑邓力张玲玉李瑞付元光史敦福刘鹏杨超南华大学核科学与技术学院湖南衡阳421001 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

高分辨率通用型三维多粒子输运蒙特卡罗软件JMCT能够模拟任意复杂几何系统的中子/光子/电子/质子/分子/光辐射/大气输运问题,支持数十万核的多级并行,已广泛用于辐射屏蔽、反应堆临界安全分析、核探测及核医学等领域。JMCT已升级到3.0版... 详细信息

高分辨率通用型三维多粒子输运蒙特卡罗软件JMCT能够模拟任意复杂几何系统的中子/光子/电子/质子/分子/光辐射/大气输运问题,支持数十万核的多级并行,已广泛用于辐射屏蔽、反应堆临界安全分析、核探测及核医学等领域。JMCT已升级到3.0版本,相比2.0版本,3.0版本新增了13项功能,改进发展了8种算法,通过对低层JCOGIN框架的优化,计算效率提高30%~600%。新功能主要用于图像诊断、闪光照相、光辐射及大气输运的模拟。JMCT3.0开发了质子、低能光子/电子及分子模拟功能,通过基准检验,验证了算法的正确有效性。

关键词：蒙特卡罗质子低能光子及电子输运闪光照相 JMCT

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基于时空最优低维动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法

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应用数学和力学 2024年第3期45卷 318-336页

作者：齐进吴锤结北京应用物理与计算数学研究所北京100088 大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连116024

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值... 详细信息

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值模拟中,首次得到了可压缩湍流的中尺度流场和不同于DNS近似解的湍流近似解.数值结果表明,LMS方法可以用较少的网格获得更精确的湍流近似解.首先解决了研究中遇到的几个问题,为LMS方法的构建铺平了道路.这些问题是:基于湍流的物理特性,提出了湍流大、中、小尺度分解的新概念;找到了box滤波空间相关性的计算方法;指出了湍流建模理论中长期存在的逻辑错误,提出了多尺度湍流模型的概念;讨论了湍流封闭问题的本质和关键,给出了克服湍流封闭问题的数值方法.采用box滤波方法/空间网格平均方法且在大尺度网格的意义下,LMS方法的本质是一种将RANS、LES、DES和DNS等湍流数值模拟方法统一的全新湍流数值模拟方法.需要指出的是,LMS方法也可以作为湍流模型研究的辅助工具,以检验SGS尺度方程/脉动方程中各项所对应的湍流模型是否正确.

关键词：周培源对湍流研究的开拓性贡献时空最优低维动力系统 LMS方法多尺度湍流模型可压缩湍流

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2023年中国高性能计算机发展现状分析

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计算机工程与科学 2023年第12期45卷 2091-2098页

作者：张云泉邓力袁良袁国兴中国科学院计算技术研究所北京100191 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

根据2023年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域、部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

关键词：高性能计算机性能排行榜测评技术

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近水面空中爆炸冲击波的载荷特性

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爆炸与冲击 2025年

作者：黄超徐维铮曾繁张磐黄宇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中国工程物理研究院流体物理研究所

靠近水面的空中爆炸是舰船的重要威胁之一。为了研究水面传播冲击波的载荷特性，采用TNT/RDX（40/60）炸药开展了触水、近水和空中3种典型比高条件下的爆炸实验，测量得到了冲击波超压和爆炸的高速摄影图像。采用数值模拟方法进一步研... 详细信息

靠近水面的空中爆炸是舰船的重要威胁之一。为了研究水面传播冲击波的载荷特性，采用TNT/RDX（40/60）炸药开展了触水、近水和空中3种典型比高条件下的爆炸实验，测量得到了冲击波超压和爆炸的高速摄影图像。采用数值模拟方法进一步研究了爆炸现象和水面冲击波的载荷规律。结果表明：触水、近水和空中爆炸现象存在显著差异。触水爆炸时爆轰产物直接驱动水面形成半球形空腔，水坑边缘的水被挤压向上飞溅形成空心水柱；近水爆炸时爆轰产物对水面的碰撞作用相对较弱，水面上的冲击波主要以马赫波沿着水面向外传播；空中爆炸时冲击波在水面存在明显的规则和非规则反射区；在同等当量条件下，触水爆炸时的水面冲击波超压较近水爆炸的低，但水中冲击波压力更高，因此水面不能再看成刚性平面。通过数据拟合得到了触水和典型近水爆炸条件下，水面上水平距离0.5～4.0 m/kg1/3范围内的冲击波超压和正压持续时间计算公式，可为冲击波载荷计算和分析提供参考。

关键词：空中爆炸近水面触水水中爆炸冲击波实验数值模拟

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金属液相物态方程的快速计算方法及电子设备

金属液相物态方程的快速计算方法及电子设备

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作者：宋海峰方俊高兴誉咸家伟陈欣刘瑜刘海风赵艳红宋红州 100083 北京市海淀区花园路6号

本发明提供了金属液相物态方程的快速计算方法及电子设备；其中，该方法包括：基于金属的固体结构和固相Helmholtz自由能建立熔化方程，所建立的熔化方程考虑金属固体结构的不同以及不同的Grüneisen系数理论模型对高压熔化线的影... 详细信息

标准号: CN118113969A

本发明提供了金属液相物态方程的快速计算方法及电子设备；其中，该方法包括：基于金属的固体结构和固相Helmholtz自由能建立熔化方程，所建立的熔化方程考虑金属固体结构的不同以及不同的Grüneisen系数理论模型对高压熔化线的影响，提高了熔化线预估的置信度；此外，对目标方程进行自洽场迭代求解，得到作为待定量的液相冷能函数；在自洽场迭代求解中，采用多步混合方案实现液相冷能函数的修正，相比于现有技术中采用单步方案，加速了自洽场迭代收敛；以及，采用特定的冷能物态方程模型对该修正进行拟合得到新的液相冷能函数，避免了液相冷能函数在自洽场迭代中出现非物理行为，从而提高了金属液相物态方程的计算精度和效率。

关键词：冷能熔化物态方程迭代金属液求解修正预估电子设备迭代收敛多步混合高压熔化固体结构金属固体快速计算目标方程物理行为系数理论置信度自由能单步拟合金属

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大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法

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计算机研究与发展 2023年第3期60卷 676-689页

作者：杨阳武昱汪云海曹轶北京应用物理与计算数学研究所北京100094 山东大学计算机科学与技术学院山东青岛266237 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

高置信度的数据可视分析对于大规模数值模拟至关重要,但是当前高性能计算机的存储瓶颈导致可视分析应用获取原始高分辨率网格数据越来越困难.基于统计建模的方法能够极大降低高分辨数据存储成本,但是重建数据的不确定性高.为此,提出了... 详细信息

高置信度的数据可视分析对于大规模数值模拟至关重要,但是当前高性能计算机的存储瓶颈导致可视分析应用获取原始高分辨率网格数据越来越困难.基于统计建模的方法能够极大降低高分辨数据存储成本,但是重建数据的不确定性高.为此,提出了一种大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法,用于对并行数值模拟生成的大规模多块体数据进行高效分析与可视化.该方法的技术核心是通过数据块间的统计相关性,指导邻接数据块的统计建模,从而有效地保留数据统计特征,且不需要对不同并行计算节点中的数据块进行合并与重新分块.通过耦合数据块的数值分布信息、空间分布信息和相关性信息,该方法可以更精确地重建原始数据,降低可视化的不确定性.实验测试采用了最大10亿网格规模的5组科学数据,定量分析结果显示,在相同数据压缩比下,该方法相比现有方法可将数据重建精度最大提升近2个数量级.

关键词：数据轻量化大规模并行科学模拟大规模多块体数据相关性统计建模科学可视化

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