检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2021年第9期33卷 77-83页

作者：薛碧曦郝建红赵强张芳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

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时... 详细信息

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。

关键词：离子通道等离子体环境长程传输 PIC模拟相对论电子束

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减反膜对单晶硅太阳能电池性能的影响分析

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 141-146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

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手... 详细信息

在太阳能电池效率的评价中,电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数,合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能,提高电池效率。此外,在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜(简称减反膜)也是提高电池效率的重要手段。以提高电池效率为目标,对单晶硅太阳能电池的掺杂浓度和扩散长度等微观参数进行计算优化,分析了掺杂浓度和扩散长度变化对电池效率的影响。并在此基础上分析了不同类型的减反膜对于电池效率的影响,给出了最佳减反膜材料及其膜系厚度,并且结合镀膜后电池量子效率的变化验证了其准确性。结果表明,在优化电池掺杂浓度和扩散长度的基础上,选择合适的减反膜,电池效率最高可达20.35%,相比于优化前提高了8.25%。

关键词：减反膜硅太阳能电池光电转换效率等效电路模型

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热辐射输运问题的高效蒙特卡罗模拟方法

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物理学报 2020年第2期69卷 321-329页

作者：许育培李树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京100088

惯性约束聚变研究中,热辐射光子在介质中的输运以及热辐射光子与介质的相互作用是重要研究课题,蒙特卡罗方法是该类问题的重要研究手段之一.隐式蒙特卡罗方法虽然能正确地模拟热辐射在介质中的输运过程,但当模拟重介质(材料的吸收系数大... 详细信息

惯性约束聚变研究中,热辐射光子在介质中的输运以及热辐射光子与介质的相互作用是重要研究课题,蒙特卡罗方法是该类问题的重要研究手段之一.隐式蒙特卡罗方法虽然能正确地模拟热辐射在介质中的输运过程,但当模拟重介质(材料的吸收系数大)问题时,该方法花费的计算时间将变得很长,导致模拟效率很低.本文以离散扩散蒙特卡罗方法为基础,开发了"离散扩散蒙特卡罗方法辐射输运模拟程序",可以较好地解决重介质区的计算效率问题,但是离散扩散蒙卡罗方法在模拟轻介质区时精度不够高.辐射输运问题中通常既有轻介质也有重介质,为了能同时解决蒙特卡罗方法模拟的效率和精度问题,本文研究了离散扩散蒙特卡罗方法与隐式蒙特卡罗方法相结合的模拟方法,并提出了新的扩散区与输运区界面处理方法,研制了混合蒙特卡罗方法的辐射输运模拟程序.典型辐射输运问题模拟显示:在模拟重介质问题时,该程序能大幅缩短模拟时间,且能取得与隐式蒙特卡罗方法一致的结果;在模拟轻重介质均存在的问题时,与隐式蒙特卡罗方法相比,混合蒙特卡罗方法的模拟精度与其相当且计算效率同样能够得到显著提升.

关键词：热辐射输运隐式蒙特卡罗离散扩散蒙特卡罗界面处理方法

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基于组合几何与自定义网格的粒子输运模拟方法

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现代应用物理 2022年第1期13卷 34-40页

作者：张玲玉李瑞李刚付元光邓力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高性能数值模拟软件中心北京100088

针对传统的组合几何的建模及粒子输运方式不能满足复杂几何复杂输运、大尺度场景长程输运和高精度高分辨率统计计数等问题,基于自主研发的蒙特卡罗粒子输运软件JMCT,开展了基于组合几何与自定义网格的建模方法、粒子输运方法及统计计数... 详细信息

针对传统的组合几何的建模及粒子输运方式不能满足复杂几何复杂输运、大尺度场景长程输运和高精度高分辨率统计计数等问题,基于自主研发的蒙特卡罗粒子输运软件JMCT,开展了基于组合几何与自定义网格的建模方法、粒子输运方法及统计计数方法研究。充分发挥组合几何建模便捷和输运高效、自定义网格建模灵活和计算精度高的优势,并将此方法应用到了线缆系统电磁脉冲光电输运和高能闪光照相直穿照射量模拟中。模拟结果表明,基于组合几何与自定义网格的粒子输运方法的计算结果与参考解相对偏差小于5%,模拟方法可行,结果可信。

关键词：粒子输运蒙特卡罗 JMCT 组合几何自定义网格

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靶丸支撑膜对ICF内爆性能影响的模拟研究

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计算物理 2020年第6期37卷 631-638页

作者：谷建法葛峰峻戴振生邹士阳北京应用物理与计算数学研究所北京100094

使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究靶丸支撑膜在惯性约束聚变氘氘(DD)气体靶内爆过程中的扰动演化过程及其对内爆性能的影响.二维模拟表明:靶丸支撑膜显著降低DD气体靶内爆的中子产额,二维模拟产额为一维结果的55.2%.... 详细信息

使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究靶丸支撑膜在惯性约束聚变氘氘(DD)气体靶内爆过程中的扰动演化过程及其对内爆性能的影响.二维模拟表明:靶丸支撑膜显著降低DD气体靶内爆的中子产额,二维模拟产额为一维结果的55.2%.内爆性能下降的主要物理机制是支撑膜使靶壳生成大幅度的尖钉深入DD气体区,使烧蚀层与DD气体之间物质界面处的电子热传导漏失功率显著增大,导致DD核反应速率显著降低,中子反应速率峰值时刻(bang-time时刻)提前.相比一维理想内爆的模拟结果,支撑膜引入的扰动显著降低bang-time时刻DD气体压强与内爆动能转化为DD气体内能的效率,壳层剩余动能相应大幅增加.

关键词：惯性约束聚变靶丸支撑膜流体力学不稳定性内爆性能

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地面与卫星太赫兹通信高频大气窗口分析

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强激光与粒子束 2021年第9期33卷 55-60页

作者：曹相春郝建红赵强张芳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

较大的传输路径损耗限制了太赫兹无线通信在大气中的传输距离,要想实现地面与卫星之间太赫兹波的长程传输,必须先找到低衰减的大气透明窗口。本文结合我国大气分布特点,通过大气辐射传输模型工具am(atmospheric model)对大气吸收衰减建... 详细信息

较大的传输路径损耗限制了太赫兹无线通信在大气中的传输距离,要想实现地面与卫星之间太赫兹波的长程传输,必须先找到低衰减的大气透明窗口。本文结合我国大气分布特点,通过大气辐射传输模型工具am(atmospheric model)对大气吸收衰减建模进行分析,从中选定适合我国地面与卫星太赫兹通信的理想地基站点;利用真实大气数据和分层传输理论,计算了地面与卫星之间太赫兹通信的总路径损耗,结合信号发射功率、天线增益、信噪比、噪声功率值和相应的路径衰减阈值,给出了天线增益分别为0~100 dBi时10~15 THz频段内的总可用带宽和大气窗口;通过将高海拔平台作为地面与卫星之间太赫兹通信的中继链路,给出了1~15 THz频段内的可用大气窗口,为我国地面与卫星通信链路的建立、地基站点和通信频段的选取提供了理论和数值参考。

关键词：太赫兹无线通信大气传输模型大气窗口分层传输

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受激散射过程理论模型的发展与应用

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强激光与粒子束 2021年第1期33卷 125-136页

作者：龚韬郝亮李志超刘占军杨冬郑坚刘耀远李三伟蒋小华郭亮李琦潘凯强李欣蔡洪波郑春阳王峰杨家敏江少恩张保汉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 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学技术大学工程与应用物理系合肥230026

在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散... 详细信息

在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散射的物理过程并找到抑制其发展的有效方法,是ICF研究中重点关注的问题。介绍了中国激光聚变研究团队为研究受激散射过程而发展的多个理论模型,以及这些模型在实验数据分析中的具体应用。这些理论模型与实验研究一起,为提升受激散射过程的物理理解发挥了重要作用。

关键词：激光聚变受激布里渊散射受激拉曼散射理论模型

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基于NPTS程序的低能光子/电子耦合输运模拟功能的开发

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计算物理 2025年第3期 267-277页

作者：穆子承张华阳衷斌傅学东北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院研究生院

从低能光子/电子输运理论出发，基于ENDF/B-VI.8数据库中低能光子/电子输运相关数据，从亚壳层角度模拟光电效应过程，并考虑原子弛豫物理过程，同时添加发生原子弛豫亚壳层抽样过程，进一步完善低能光子输运蒙特卡罗模拟过程。针对低... 详细信息

从低能光子/电子输运理论出发，基于ENDF/B-VI.8数据库中低能光子/电子输运相关数据，从亚壳层角度模拟光电效应过程，并考虑原子弛豫物理过程，同时添加发生原子弛豫亚壳层抽样过程，进一步完善低能光子输运蒙特卡罗模拟过程。针对低能电子采用单事件输运模拟方法，添加激发、弹性散射、电离、轫致辐射4种相互作用过程，将NPTS程序光子/电子耦合输运模拟能量范围下限从1 keV拓展至15 eV以下。通过与JMCT程序进行典型模型的通量能谱和空间分布谱对比，考核NPTS程序的正确性，基于3σ原则进行偏差检验。检验结果表明：NPTS程序的计算结果与JMCT程序在不确定度范围内一致，验证了NPTS程序低能光子/电子耦合输运模拟功能的正确性。

关键词：光子/电子输运原子弛豫单事件方法蒙特卡罗模拟

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提高多群截面蒙特卡罗计算效率的方法研究

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计算物理 2025年第3期 278-287页

作者：王旸李树北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院研究生院

确定论方法求解中子输运方程时，需要用精确的中子通量谱估算多群截面，该通量谱可通过蒙特卡罗中子输运过程获知。已有的使用蒙特卡罗方法计算多群截面与散射矩阵的程序MCNPNG(蒙特卡罗多群截面统计分析软件),在计算材料种类多、几何... 详细信息

确定论方法求解中子输运方程时，需要用精确的中子通量谱估算多群截面，该通量谱可通过蒙特卡罗中子输运过程获知。已有的使用蒙特卡罗方法计算多群截面与散射矩阵的程序MCNPNG(蒙特卡罗多群截面统计分析软件),在计算材料种类多、几何结构复杂的模型时时间开销非常大，不利于工程应用。本文分析了其原因，并针对性地开展了优化，有效提升了计算效率；开展了多群截面与散射矩阵计算的并行方法研究，研制了相应的程序模块，显著降低了运行时间，且在调用数百CPU的情况下仍能保持85%以上的并行效率。通过对OKTAVIAN基准题的计算分析，验证了多群截面与散射矩阵并行计算方法的正确性和高效性。

关键词：多群截面散射矩阵蒙特卡罗方法并行方法

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饱和Maxwell流体孔隙介质波传播模型研究

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地球物理学进展 2021年第5期36卷 2053-2061页

作者：刘文山巴晶熊繁升河海大学地球科学与工程学院南京211100 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

岩石中的弹性波传播特性研究一直是地球物理学研究中的基础科学问题和难点.Biot理论的提出为流固双相介质理论奠定了基础.Biot理论中假设固相、液相的本构关系是线弹性的.而当实际储层中含高黏度的流体时,流体往往表现出一定的非牛顿流... 详细信息

岩石中的弹性波传播特性研究一直是地球物理学研究中的基础科学问题和难点.Biot理论的提出为流固双相介质理论奠定了基础.Biot理论中假设固相、液相的本构关系是线弹性的.而当实际储层中含高黏度的流体时,流体往往表现出一定的非牛顿流体性质.本文主要针对含高黏度流体的孔隙介质,在Biot理论模型中引入线性黏弹性的Maxwell流体本构方程.要通过动态黏度入手,表征非牛顿流体的特性,改进并给出了含高黏度孔隙流体介质的模型.通过数值模拟分析了所提出的模型的特性,并分析了初始黏度和孔隙度参数对模型数值分析结果的影响.最后选取超声波实验数据验证了模型的适用性,结果表明该理论模型的预测结果可较好地反映含高黏度流体孔隙介质的波传播特性.

关键词： Maxwell型流体动态黏度非牛顿流体弹性波传播孔隙介质

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