检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2019年第6期34卷 1253-1272页

作者：马智博石磊于明郑欢北京应用物理与计算数学研究所北京100094 浙江陆特能源科技股份有限公司杭州310052

为了评估无网格物理质团法(PECM)对可压流计算的可信性,结合物理认识对该方法的设计思想和数值格式进行了先验分析,基于9个一维模型数值解与参照解的对比信息,通过后验分析方法对PECM进行了程序验证,参照解包括无网格再生核粒子法(RKPM... 详细信息

为了评估无网格物理质团法(PECM)对可压流计算的可信性,结合物理认识对该方法的设计思想和数值格式进行了先验分析,基于9个一维模型数值解与参照解的对比信息,通过后验分析方法对PECM进行了程序验证,参照解包括无网格再生核粒子法(RKPM)的数值解以及精确解。验证结果表明:各种物理参数以及状态方程的强烈间断会导致RKPM严重的失稳或失真,而PECM在包括极大密度比在内的各种强间断条件下仍保持稳定和收敛并具有较高的准确度。

关键词：无网格方法物理质团法光滑粒子法再生核粒子法程序验证

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碳纤维增强复合材料薄层高效建模方法研究

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电波科学学报 2019年第1期34卷 19-26页

作者：孟雪松张瀚鲍献丰李瀚宇尹文言周海京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京100088 浙江大学杭州310000

作为金属的替代品,碳纤维增强复合材料已被越来越广泛地用于飞行器、舰船和导弹等目标的壳体制造,而碳纤维增强复合材料的屏蔽效能对目标体的电磁安全起着重要作用.采用常规的全波分析方法计算碳纤维增强复合材料的屏蔽效能存在两大难题... 详细信息

作为金属的替代品,碳纤维增强复合材料已被越来越广泛地用于飞行器、舰船和导弹等目标的壳体制造,而碳纤维增强复合材料的屏蔽效能对目标体的电磁安全起着重要作用.采用常规的全波分析方法计算碳纤维增强复合材料的屏蔽效能存在两大难题:复杂的材料属性和薄层带来的电大多尺度问题.为实现对碳纤维增强复合材料薄层的高效建模,通常采用均匀化的方法来等效具有复杂材料属性的复合材料,采用嵌入式薄层模型技术解决电大多尺度问题.本文将从均匀化方法和嵌入式薄层模型技术两个方面来探讨碳纤维增强复合材料薄层高效建模方法,并概述自主研发的大规模并行全波分析软件JEMS-FDTD及其集成的嵌入式薄层模型技术.最后,通过计算实例说明集成了嵌入式薄层模型的JEMS-FDTD软件在对碳纤维增强复合材料进行建模的正确性和高效性,并通过模拟仿真壳体为碳纤维增强复合材料飞机的屏蔽效能,说明集成了嵌入式薄层模型的JEMS-FDTD软件的实际应用价值.

关键词：碳纤维增强复合材料薄层高效建模均匀化方法嵌入式薄层模型 JEMS-FDTD

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基于并行框架的KYLIN-Ⅱ程序输运模块并行开发

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核动力工程 2020年第S1期41卷 18-21页

作者：涂晓兰刘东王鑫柴晓明芦韡冯竟超安萍马党伟汤臣杭刘盈中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中核核能软件与数字化反应堆工程技术研究中心成都610213 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

KYLIN-Ⅱ程序的输运计算模块采用了特征线(MOC)中子输运计算方法,其计算精度较高,但计算效率较低,因此需要对其进行并行优化,以提高计算效率。本文基于并行框架进行并行编程,重新设计了输运模块底层数据结构,将网格标通量、通量矩、粗... 详细信息

KYLIN-Ⅱ程序的输运计算模块采用了特征线(MOC)中子输运计算方法,其计算精度较高,但计算效率较低,因此需要对其进行并行优化,以提高计算效率。本文基于并行框架进行并行编程,重新设计了输运模块底层数据结构,将网格标通量、通量矩、粗网格净中子流等数据注册到并行框架上,并重新组装了输运模块计算流程,实现了对输运模块的并行重构,提高了程序的计算效率,解决了直接开发并行软件时开发要求高、开发周期长等问题。通过基准题验证表明,本文的并行优化计算精度与原程序基本一致,加速效果较好,在190个核上的并行效率可达74%。

关键词：并行框架中子输运方程特征线方法(MOC) 并行重构

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共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量提升策略的理论研究

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含能材料 2020年第9期28卷 854-860,I0006页

作者：李重阳黄勇力孙长庆张蕾湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 重庆市超常配位键工程与先进材料技术重点实验室长江师范学院重庆4081410 南洋理工大学新加坡639798 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

为探究影响共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的关键因素,基于第一性原理方法对六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今(CL-20/HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷/三硝基甲苯(CL-20/TNT)、苯并三氧化呋咱/1,3,5-三硝基苯(BTF/TNB)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮... 详细信息

为探究影响共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的关键因素,基于第一性原理方法对六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今(CL-20/HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷/三硝基甲苯(CL-20/TNT)、苯并三氧化呋咱/1,3,5-三硝基苯(BTF/TNB)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮/5,6,7,8-四氢四唑并三嗪(NTO/TZTN)等16种共晶炸药的晶体结构、分子间相互作用、物理化学性质参数、晶体稳定性及爆轰能量进行了研究。结果表明,分子间氢键强度小于21 kJ·mol^-1时,共晶晶体稳定性主要由氢键数量决定;氢键强度大于21 kJ·mol^-1时,共晶晶体稳定性主要由氢键强度决定。相对于单组分炸药,共晶炸药大多具有较好的氧平衡和氮含量,但晶体密度普遍较小,导致爆轰能量相对于单组分炸药并无明显优势。以CL-20共晶炸药为例,共晶设计需提升分子间氢键的强度,而非仅增大氢原子计量比、增加氢键数量以提升晶体稳定性。该策略能兼顾较好的氧平衡、氮含量和晶体密度,从而实现共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的实质性提升。

关键词：共晶炸药晶体稳定性爆轰能量分子间相互作用氢键

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孪晶对Be材料冲击加-卸载动力学影响的数值模拟研究

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物理学报 2018年第16期67卷 241-246页

作者：潘昊王升涛吴子辉胡晓棉北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在高压、高应变率加载条件下,孪晶变形对材料的塑性变形具有重要的贡献,而目前孪晶对金属材料的动态屈服强度、冲击响应等的影响还没有被充分揭示.为此,本文考虑孪晶变形和晶粒碎化,针对铍(Be)材料在高应变率加载下的动态力学响应发展... 详细信息

在高压、高应变率加载条件下,孪晶变形对材料的塑性变形具有重要的贡献,而目前孪晶对金属材料的动态屈服强度、冲击响应等的影响还没有被充分揭示.为此,本文考虑孪晶变形和晶粒碎化,针对铍(Be)材料在高应变率加载下的动态力学响应发展了含孪晶的热弹-黏塑性晶体塑性模型.经过和实验结果的对比,发现该模型可以更准确地预测Be材料在动态加载下,尤其是高压动态加载下的屈服强度.进一步,基于该塑性模型研究了Be材料在冲击加载下的准弹性卸载行为,结果表明剪切波速随着压力和剪应变的变化而发生变化是材料产生准弹性卸载现象的主要原因.此外,研究了冲击波卸载过程中Be材料孪晶的演化过程,发现Be材料卸载过程中也伴随着孪晶的产生.

关键词：孪晶晶粒碎化晶体塑性模型冲击加载

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带Dirichlet边界条件的三维非等熵Navier-Stokes方程强解的低马赫数极限（英文）

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数学进展 2019年第6期48卷 667-691页

作者：郭柏灵曾兰倪国喜北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京工程物理研究院研究生院北京100088

本文研究了非等熵可压缩Navier-Stokes方程在三维有界区域中的低马赫数极限,其中速度满足Dirichlet边界条件,温度满足Neumann边界条件.假设当马赫数趋于零时初始密度和温度都接近常数,我们证明了强解在有限时间区间内关于马赫数的一致... 详细信息

本文研究了非等熵可压缩Navier-Stokes方程在三维有界区域中的低马赫数极限,其中速度满足Dirichlet边界条件,温度满足Neumann边界条件.假设当马赫数趋于零时初始密度和温度都接近常数,我们证明了强解在有限时间区间内关于马赫数的一致先验估计.进一步,我们证明了当马赫数趋于零时,非等熵可压缩Navier-Stokes方程的强解收敛到等熵不可压缩Navier-Stokes方程的解.

关键词：不可压极限非等熵Navier-Stokes方程 Dirichlet边界条件

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光子与相对论麦克斯韦分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法

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物理学报 2018年第21期67卷 268-276页

作者：李树北京应用物理与计算数学研究所北京100094

高温全电离等离子体的辐射输运问题中,光子与电子的Compton散射与逆Compton散射是其中重要的特性,光子与相对论麦克斯韦电子散射的描述及截面的计算非常复杂且费时.本文提出了一种用于模拟计算光子与相对论麦克斯韦速度分布电子散射截... 详细信息

高温全电离等离子体的辐射输运问题中,光子与电子的Compton散射与逆Compton散射是其中重要的特性,光子与相对论麦克斯韦电子散射的描述及截面的计算非常复杂且费时.本文提出了一种用于模拟计算光子与相对论麦克斯韦速度分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法.给出了各步骤的具体实现办法,推导了对应的计算公式,研究了相对论电子速率抽样方法,编写了光子与相对论电子散射的微观截面的蒙特卡罗计算程序.开展了高温全电离等离子体中,不同能量光子与不同温度电子散射的微观散射截面计算和分析.模拟计算结果显示,在电子温度低于25 keV情况下,本文方法与多重数值积分方法的计算结果非常接近;但随着电子温度继续升高,二者差异逐渐增大并较明显,经分析,可能是本文方法目前的电子速率抽样偏差所致,希望将来能够找到更好的相对论电子速率抽样方法以克服此缺陷.

关键词： Compton散射相对论麦克斯韦电子辐射输运计算蒙特卡罗方法

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Hg^+离子5d^(10)6s ~2S_(1/2)→5d^96s^2 ~2D_(5/2)钟跃迁同位素位移和超精细结构的理论研究

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物理学报 2019年第4期68卷 216-222页

作者：张祥卢本全李冀光邹宏新国防科技大学文理学院长沙410073 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学院授时中心西安710600

本文首先在Dirac-Hartree-Fock近似下理论评估了Hg^+离子5d^(10)6s ~2S_(1/2)→5d^96s^2 ~2D_(5/2)钟跃迁的质量位移(mass shift, MS)和场位移(field shift, FS)在其同位素位移(isotope shift, IS)中的相对贡献,发现MS远小于FS而可以被忽略.在此基础上,通过系统地考虑该原子体系中主要的电子关联效应,计算了这条钟跃迁FS的精确值以及涉及到的上下两个能级的超精细结构常数,并得到了几种稳定汞同位素离子该跃迁的IS和超精细结构分裂.其中,计算的^(199)Hg^+和^(198)Hg^+离子之间的钟跃迁频率偏移与已有实验测量值相比误差为2%左右.最终,本文给出了汞离子7种常见同位素该谱线的绝对频率值,为实验上的谱线测量提供了有效的理论依据.

关键词：超精细结构同位素位移多组态 Dirac-Hartree-Fock方法汞离子光钟

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全腔输出相对论磁控管输出模式转换结构的理论设计和数值模拟

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物理学报 2018年第18期67卷 318-325页

作者：杨温渊董烨董志伟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用全腔输出结构后,相对论磁控管径向尺寸显著减小,轴向长度也有较大幅度的缩短.但是,由于输出结构为三个相对独立的扇形波导,实际应用时,一般需要对微波输出模式进行转换.针对全腔输出相对论磁控管,本文研究了两种输出模式转换结构并... 详细信息

采用全腔输出结构后,相对论磁控管径向尺寸显著减小,轴向长度也有较大幅度的缩短.但是,由于输出结构为三个相对独立的扇形波导,实际应用时,一般需要对微波输出模式进行转换.针对全腔输出相对论磁控管,本文研究了两种输出模式转换结构并利用三维全电磁粒子模拟程序对其进行了研究.首先研究了将三个扇形波导角向增宽从而渐变或者突变为一个同轴波导的情况,研究结果表明,两种情况下输出微波功率均大于采用传统三个独立扇形波导输出时的90%,输出模式主要是TEM模.其次研究了输出区由三个扇形输出波导分别变换为三个截面大小与之接近的矩形输出波导的可行性,研究结果表明,注入扇形波导中的TE_(11)模式几乎全部转换为矩形波导中的TE_(10)模式.实际应用时,可根据需要选择上述输出模式转换结构.

关键词：相对论磁控管半透明阴极全腔耦合输出扇形波导

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大规模宽频弹性动力学分析的快速定向压缩边界元法

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计算物理 2019年第3期36卷 305-316页

作者：曹衍闯校金友文立华王政北京应用物理与计算数学研究所北京100094 西北工业大学西安710072

发展一种大规模宽频弹性动力学分析的快速定向压缩边界元法.证明弹性动力学核函数具有定向低秩特性,为采用快速定向压缩算法提供理论基础.根据S波的波数,将节点之间的相互作用划分为低频相互作用和高频相互作用,并将后者进一步划分为与... 详细信息

发展一种大规模宽频弹性动力学分析的快速定向压缩边界元法.证明弹性动力学核函数具有定向低秩特性,为采用快速定向压缩算法提供理论基础.根据S波的波数,将节点之间的相互作用划分为低频相互作用和高频相互作用,并将后者进一步划分为与多个楔形区.在楔形区上,可以采用核函数的定向低秩特性进行快速计算.低频相互作用与核无关快速多极边界元法中计算方法相同,不同方向楔形区上的变换矩阵可以采用坐标系旋转的方法进行快速计算.可对任意频率进行快速谐响应分析.数值算例表明:该方法可以将宽频弹性动力学问题计算复杂度降低到O(Nlog~αN).与卷积求积边界元法相结合,也可以应用于弹性动力学瞬态分析.

关键词：边界元法弹性动力学快速定向压缩算法宽频

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