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第十三届全国流体力学学术会议

作者：黄乾旻任玉新胡文强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清华大学航天航空学院学院工程力学系北京航天长征飞行器研究所

稳健性不足是制约计算流体力学高阶格式实用化的根本因素之一,主要表现为计算过程中具有正定性的物理量(如密度、压力等)无法保持正值,导致因非物理的演化而造成计算发散。已有的保正算法主要围绕Euler方程开展讨论,基于基准保正格式发... 详细信息

稳健性不足是制约计算流体力学高阶格式实用化的根本因素之一,主要表现为计算过程中具有正定性的物理量(如密度、压力等)无法保持正值,导致因非物理的演化而造成计算发散。已有的保正算法主要围绕Euler方程开展讨论,基于基准保正格式发展了以斜率限制和通量限制为代表的保正算法,实现了保正性、精度、守恒性及相容性的要求。由于难以找到NS方程的基准保正格式,因此将Euler方程的方法推广到NS方程面临挑战。进一步,考虑隐式求解的Euler和NS方程时,验证隐式条件下保正性也变得困难。发展适用于NS方程隐式时间积分的保正算法,其关键是如何建立收敛到密度和内能(压力)正定的弱解。本文发展了空间高阶、时间二阶的NS方程隐式时间积分的保正算法,分析了算法的保正性、精度、守恒性和相容性。相比现有算法,本文所提算法除了具有高阶的特点,还不依赖于低阶基准保正格式的存在性、变量体积积分凸分解的存在性以及对物理时间步长的大幅限制,通用性显著提升。同时,该算法具有良好的可扩展性,易于在以高精度有限体积法、间断伽辽金法等为代表的高精度方法上实现。本文在国内开源软件框架上植入了算法,通过典型算例,验证了算法,在相同分辨率的网格上相比文献得到了分辨率更高的数值解,为高精度方法实用化提供了研究基础。

关键词：保正高精度有限体积法隐式时间积分通量修正残差修正

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基于二阶格式的有限体积保正格式

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计算物理 2020年第4期37卷 379-392页

作者：赵菲盛志强袁光伟北方工业大学理学院北京100144 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

从二阶线性格式出发,通过对法向通量进行重构,得到非线性两点通量,获得四面体网格上的单元中心型有限体积保正格式.该格式适用于求解间断和各向异性扩散系数问题.无需假设辅助未知量非负,避免了辅助未知量计算出负时"遇负置零"... 详细信息

从二阶线性格式出发,通过对法向通量进行重构,得到非线性两点通量,获得四面体网格上的单元中心型有限体积保正格式.该格式适用于求解间断和各向异性扩散系数问题.无需假设辅助未知量非负,避免了辅助未知量计算出负时"遇负置零"的人为处理方式;并且证明该格式在每个非线性Picard迭代步具有强保正性,即当源项和边界条件非负时,线性化格式的非平凡解是严格大于零的.数值算例验证该格式具有二阶收敛性且是保正的.

关键词：扩散方程四面体网格有限体积格式强保正性

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激光聚变点火靶丸

激光聚变点火靶丸

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作者：蓝可乔秀梅 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明实施例中公开了一种激光聚变点火靶丸，包括：氘氚气层；氘氚冰层；和烧蚀层；所述烧蚀层由至少两种烧蚀材料组合而成，且不同的烧蚀材料构成所述烧蚀层的不同层。本发明实施例中的技术方案能够提高点火的成功率。

标准号: CN112669998A

关键词：烧蚀烧蚀材料氘氚激光聚变点火靶冰层气层成功率点火

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激光聚变六孔球腔靶室全物理诊断排布方法及系统

激光聚变六孔球腔靶室全物理诊断排布方法及系统

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作者：蓝可曹辉陈耀桦 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明实施例中公开了一种激光聚变六孔球腔靶室物理诊断排布方法及系统。其中，方法包括：根据六孔球腔的几何特征和激光排布特点，将六孔球腔腔内环境划分为不同种类的特征区域；确定各种类特征区域需要诊断的物理量；根据所要观测的... 详细信息

标准号: CN112927825A

本发明实施例中公开了一种激光聚变六孔球腔靶室物理诊断排布方法及系统。其中，方法包括：根据六孔球腔的几何特征和激光排布特点，将六孔球腔腔内环境划分为不同种类的特征区域；确定各种类特征区域需要诊断的物理量；根据所要观测的特征区域及其需要诊断的物理量确定所采用的诊断设备及其诊断角度。本发明实施例中的技术方案能够观测六孔球腔内的辐射场环境。

关键词：球腔特征区域诊断排布物理量观测物理量确定激光聚变几何特征诊断设备辐射场靶室腔内激光

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六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统

六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统

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作者：蓝可曹辉陈耀桦 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明实施例中公开了一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。其中，方法包括：采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、以及缩孔区等离子体随时间及频率演化的辐射能流信息；并且获取随时间及频... 详细信息

标准号: CN113284635A

本发明实施例中公开了一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。其中，方法包括：采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、以及缩孔区等离子体随时间及频率演化的辐射能流信息；并且获取随时间及频率演化的光斑形貌、光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息，以及非光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息；基于上述信息计算出六孔球腔内虚拟靶丸所感受到的随时间及频率演化的辐射能流信息和辐照不均匀度，并计算出加了靶丸后球腔中的辐射能流与不加靶丸之前球腔中的辐射能流之比，进而得到六孔球腔中点火靶丸所感受的辐射驱动源。本发明实施例中的技术方案能够确定针对六孔球腔内点火靶丸的辐射驱动源。

关键词：球腔辐射能流靶丸驱动源点火靶光斑区缩孔等离子体辐照不均匀度光斑形貌激光注入信息计算虚拟

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一种双层孔离子引出和加速装置

一种双层孔离子引出和加速装置

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作者：杨温渊董烨周前红董志伟 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明提供一种新型双层孔离子引出和加速系统，该系统为圆柱状结构，包括阴极、第一阳极和第二阳极，整体系统沿圆柱中心轴为旋转对称结构，阴极与第一阳极之间通过第一绝缘介质隔离，第一阳极与第二阳极之间通过第二绝缘介质隔离；从... 详细信息

标准号: CN111093312B

本发明提供一种新型双层孔离子引出和加速系统，该系统为圆柱状结构，包括阴极、第一阳极和第二阳极，整体系统沿圆柱中心轴为旋转对称结构，阴极与第一阳极之间通过第一绝缘介质隔离，第一阳极与第二阳极之间通过第二绝缘介质隔离；从系统的中心剖面来看，阴极围成了等离子体区，等离子体区为矩形，阴极在靠近第一阳极的边界中心处设置有第一引出孔；第一阳极的中心位置处设置有第二引出孔；第一阳极和第二阳极之间形成离子加速区，离子加速区为真空区；等离子体区的离子经第一引出孔和第二引出孔引出，然后经过离子加速区加速后打到第二阳极上。本发明具有显著提高离子源引出离子和到靶离子流强度以及改善到靶离子流时间波形的益处。

关键词：阳极阴极引出孔等离子体区离子加速离子绝缘介质离子流旋转对称结构隔离圆柱中心轴圆柱状结构中心位置处加速系统时间波形整体系统中心剖面离子源双层孔真空区中心处

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高聚物黏结炸药的分子模拟进展

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高压物理学报 2019年第3期33卷 49-63页

作者：龙瑶陈军北京应用物理与计算数学研究所

回顾了近年来在高聚物黏结炸药(PBX)原子和分子尺度数值模拟方面取得的进展,主要研究领域包括以下 6 个方面:炸药分子力场、热力学参数计算、耗散/输运性能、相图/相变动力学、动力学响应行为和热点形成机制。针对当前研究现状,介绍了... 详细信息

回顾了近年来在高聚物黏结炸药(PBX)原子和分子尺度数值模拟方面取得的进展,主要研究领域包括以下 6 个方面:炸药分子力场、热力学参数计算、耗散/输运性能、相图/相变动力学、动力学响应行为和热点形成机制。针对当前研究现状,介绍了各领域的代表性工作和主要研究成果。目前对 PBX 炸药的结构和静力学性能已有较充分的认识,但对炸药的动力学响应行为和细观起爆机制尚缺少系统的科学认识,存在一系列挑战性问题,如结构缺陷在爆轰反应后期的形态和表征,以及初始缺陷对爆轰波波形畸变的影响机制。需要将理论计算与实验相结合,以解决爆轰物理领域中的难点问题。

关键词： PBX 炸药分子动力学热力学参数

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点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统

点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统

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作者：张玲玉李瑞李刚贾清刚邓力许海波付元光张宝印马彦秦桂明 100088 北京市海淀区花园路6号

本发明提供了一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统，该方法包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生... 详细信息

标准号: CN109655473B

本发明提供了一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统，该方法包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。通过上述方案能够减小基于点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟过程中的散射照射量的误差。

关键词：光子点探测器照相图像散射闪光光源面模拟过程照射量减小输运穿过

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一种面向跨平台自动性能优化的单元计算构件及方法

一种面向跨平台自动性能优化的单元计算构件及方法

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作者：莫则尧张爱清张鹏王景焘 100088 北京市海淀区花园路6号

本文涉及高性能数值模拟技术领域，尤其涉及一种面向跨平台自动性能优化的单元计算构件及方法。其中单元计算构件包括单元计算构件接口、循环特征适配模块、循环性能优化模板库、性能优化执行模块等部件，通过本文上述实施例的单元计算... 详细信息

标准号: CN113420466A

本文涉及高性能数值模拟技术领域，尤其涉及一种面向跨平台自动性能优化的单元计算构件及方法。其中单元计算构件包括单元计算构件接口、循环特征适配模块、循环性能优化模板库、性能优化执行模块等部件，通过本文上述实施例的单元计算构件，可以复用单元计算循环间的共性性能优化技术，降低优化单元计算循环的优化复杂度，编写跨平台可移植的高性能单元计算循环，从而为数值模拟软件复用性能优化技术和跨平台性能可移植提供了新的技术途径。

关键词：计算构件计算循环跨平台性能优化可移植优化数值模拟技术数值模拟软件复用单元复用性能技术途径适配模块循环特征循环性能优化单元自动性能复杂度模板库

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材料层裂研究的主要进展

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高压物理学报 2019年第5期33卷 1-20页

作者：周洪强张凤国潘昊何安民王裴北京应用物理与计算数学研究所

层裂是一种重要的动态损伤破坏现象,由物质界面的反射稀疏波相互作用引起,其细观尺度上的物理机制是微损伤(即微孔洞和微裂纹)的成核、生长和汇合。围绕美国物理学会George ***冲击压缩科学奖的3位获奖者Grady、Curran和Johnson的相关工... 详细信息

层裂是一种重要的动态损伤破坏现象,由物质界面的反射稀疏波相互作用引起,其细观尺度上的物理机制是微损伤(即微孔洞和微裂纹)的成核、生长和汇合。围绕美国物理学会George ***冲击压缩科学奖的3位获奖者Grady、Curran和Johnson的相关工作,概述层裂现象的一些主要研究进展,简要介绍层裂现象的研究历史,以期更深刻地理解那些著名的层裂物理模型和实验技术。此外,报道了最近取得的最新研究成果,阐述了冻结不同损伤水平状态的双层靶层裂实验技术与Hopkinson压杆共通的工作原理。针对微损伤成核和生长断裂破碎模型NAG/FRAG在数学上的不一致性和在物理上的不完备性,指出对于延性材料的层裂过程,只要微孔洞成核的累积数目密度满足尺寸的指数分布、微孔洞半径的生长速度与半径呈线性关系,就能够得到解析形式的损伤度演化方程,该修正模型MNAG在数学上是一致的,在物理上是完备的;对于白以龙等建立的欧拉形式的微损伤数目守恒方程,指出计算损伤度不必显式求解该方程,损伤度的表达式一般通过拉格朗日形式的微损伤数目守恒方程获得;针对损伤度函数模型或封加坡模型,以更加简洁的方法进行了推导。

关键词：层裂损伤层裂强度双层靶层裂技术 NAG/FRAG模型 Carroll-Holt-Johnson模型 Gurson模型 Grady模型封加坡模型

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