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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：郭红张爱清普业北京应用物理与计算数学研究所中科院大学物理研究所

地球系统模式在理解气候演变中发挥着重要作用,需要认真加以研究。地球系统模式通常包括大气、海洋、陆面、海冰四个分量模式。由于各分量模式采用的经纬度网格分辨率不同,模式之间各类通量和状态量交换通过插值或通信实现。本文面向大... 详细信息

地球系统模式在理解气候演变中发挥着重要作用,需要认真加以研究。地球系统模式通常包括大气、海洋、陆面、海冰四个分量模式。由于各分量模式采用的经纬度网格分辨率不同,模式之间各类通量和状态量交换通过插值或通信实现。本文面向大气物理研究所开发的大气模式GAMIL、海洋模式LICOM、陆面模式LAND、海冰模式CICE,基于JASMIN框架[1]研制模块化二维并行耦合器H-Coupler。H-Coupler具有以下几个特征:

关键词：地球系统模式耦合器研制与应用

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金属铅中动态冲击响应的分子动力学研究

金属铅中动态冲击响应的分子动力学研究

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中国力学大会（CCTAM 2019）

作者：李果蒙王亚斌陈军北京理工大学北京应用物理与计算数学研究所

在金属铅的冲击加载模拟中,随着冲击强度的增加,位错滑移、孪晶等塑性行为以及相变会接连出现,位错滑移和孪晶同时会为相变提供成核位置,是相变发生有效的驱动力。当冲击强度较低时,层裂破坏以经典层裂的方式发生,破坏后的材料仍保持比... 详细信息

在金属铅的冲击加载模拟中,随着冲击强度的增加,位错滑移、孪晶等塑性行为以及相变会接连出现,位错滑移和孪晶同时会为相变提供成核位置,是相变发生有效的驱动力。当冲击强度较低时,层裂破坏以经典层裂的方式发生,破坏后的材料仍保持比较完整的晶体结构和较低的中心对称参数;当冲击强度较高时,层裂破坏以微层裂的方式发生,破坏后的材料不再保持完整的晶体结构而具有较高的中心对称参数。材料的层裂强度随着冲击强度的增加而下降,但其下降速率在不同的冲击强度下是不同的,冲击塑性尤其是相变的出现会导致更低的下降速率。

关键词：冲击塑性相变层裂分子动力学铅

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考虑热流效应的压力平衡模型研究

考虑热流效应的压力平衡模型研究

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：李理何志伟刘铁钢田保林北京应用物理与计算数学研究所北京航空航天大学

采用扩散界面模型计算多介质流动需要对混合网格内的多介质进行建模,常见的模型有等温等压模型,等压等压缩模型及等压绝热模型等。介质间的压力平衡已经被研究者普遍接受,但介质间的热交换模型仍没有统一的理论。本研究在原等压绝热模... 详细信息

采用扩散界面模型计算多介质流动需要对混合网格内的多介质进行建模,常见的模型有等温等压模型,等压等压缩模型及等压绝热模型等。介质间的压力平衡已经被研究者普遍接受,但介质间的热交换模型仍没有统一的理论。本研究在原等压绝热模型的基础上,进一步考虑了介质间的热交换效应,给出了相间热交换的理论模型。基于此热交换模型,构建了考虑相间热交换的五方程模型。最终针对多个一维及二维算例对新模型和传统模型进行了对比。

关键词：压力平衡热交换模型模型研究

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两种静态装置瞬发中子时间常数诊断研究

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核动力工程 2018年第3期39卷 10-12页

作者：白云李忠宝范晓强龚建彭先觉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中子物理学重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

金属反射层次临界装置和含氢反射层次临界装置的瞬发中子衰减特性不相同,对测量信号处理得到的时间常数的物理意义需深入认识。研究分析认为,对快谱装置而言,自引入稠密等离子体聚焦(DPF)源中子时刻起,装置能谱基本不变,时间常数本征值... 详细信息

金属反射层次临界装置和含氢反射层次临界装置的瞬发中子衰减特性不相同,对测量信号处理得到的时间常数的物理意义需深入认识。研究分析认为,对快谱装置而言,自引入稠密等离子体聚焦(DPF)源中子时刻起,装置能谱基本不变,时间常数本征值概念和数值计算的本征值均适用于快谱装置的研究,数值计算的时间常数本征值可与实验测量的时间常数进行比较。但是,对含氢反射层装置而言,自引入DPF源中子时刻起,装置的能谱一直随时间发生变化没有达到稳态,不满足时间常数本征值的定义,不能用于诊断装置瞬发中子特性,对于关心瞬发中子特性的研究命题,时间常数本征值不适用。

关键词：次临界 DPF源时间常数

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温稠密物质物态方程的理论研究

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物理学报 2017年第3期66卷 143-158页

作者：马桂存张其黎宋红州李琼朱希睿孟续军北京应用物理与计算数学研究所北京100089

本文详细地介绍了温稠密物质物态方程的理论模型,其中包括液体变分微扰理论、化学图像模型、离化电离平衡模型、平均原子模型和INFERNO模型;给出了混合物物态方程的计算方法;对第一原理分子动力学和量子蒙特卡罗方法进行了介绍;对一些... 详细信息

本文详细地介绍了温稠密物质物态方程的理论模型,其中包括液体变分微扰理论、化学图像模型、离化电离平衡模型、平均原子模型和INFERNO模型;给出了混合物物态方程的计算方法;对第一原理分子动力学和量子蒙特卡罗方法进行了介绍;对一些典型材料(如氢、氘、氦、氙、金、钨等)在温稠密区的物态方程进行了计算和总结;分析了离解、电离效应对物态方程的影响.

关键词：温稠密物质物态方程等离子体

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Al^+离子3s^2 ~1S_0→3s3p~ (3,1)P_1~o跃迁同位素偏移的理论研究

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物理学报 2018年第5期67卷 84-92页

作者：张婷贤李冀光刘建鹏北京应用物理与计算数学研究所北京100088 西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070 国防科技大学文理学院长沙410073

在多组态Dirac-Hartree-Fock方法对Al^+离子3s^2~1S_0→3s3p^(3,1)p_1~o两个跃迁同位素偏移因子精细计算工作的基础上,细致研究了同位素偏移因子和能量本征值(或跃迁能)随着电子关联的收敛过程.研究发现:单个能级的同位素质量偏移因子... 详细信息

在多组态Dirac-Hartree-Fock方法对Al^+离子3s^2~1S_0→3s3p^(3,1)p_1~o两个跃迁同位素偏移因子精细计算工作的基础上,细致研究了同位素偏移因子和能量本征值(或跃迁能)随着电子关联的收敛过程.研究发现:单个能级的同位素质量偏移因子随电子关联的收敛性与能量本征值随电子关联的收敛性之间有线性关系;对于跃迁而言,对电子关联的描述越充分,质量偏移因子和跃迁能随电子关联的收敛性之间的线性关系越明显.因此,在计算模型中包含大规模的电子关联的情况下,可以利用该线性关系根据跃迁能的误差评估同位素偏移因子的不确定度.

关键词：多组态Dirac-Hartree-Fock方法电子关联效应同位素偏移 Al^+离子

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新型二次电子倍增阴极的蒙特卡罗模拟研究

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强激光与粒子束 2018年第6期30卷 65-74页

作者：董烨刘庆想李相强周海京董志伟西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

提出了一种新型二次电子倍增阴极强流二极管,并对其进行了动力学理论简化模型和蒙特卡罗数值模拟的对比验证研究。首先,基于设计结构原型,根据二次电子发射特性进行合理简化,建立了动力学模型,获得了电子速度、位移以及渡越时间的解析结... 详细信息

提出了一种新型二次电子倍增阴极强流二极管,并对其进行了动力学理论简化模型和蒙特卡罗数值模拟的对比验证研究。首先,基于设计结构原型,根据二次电子发射特性进行合理简化,建立了动力学模型,获得了电子速度、位移以及渡越时间的解析结果,并结合Vaughan的二次电子产额模型,确定了该新型二次电子倍增阴极强流二极管的理论工作区间;其次,理论分析了施加径向电场的重要意义,并给出了二次电子运动特征参数(最大位移、渡越时间、碰撞能量等)的理论预估结果;最后,对该新型二次电子倍增阴极强流二极管进行了蒙特卡罗模拟研究,获得了电子的运动轨迹、碰撞能量以及二次电子倍增工作区间等物理图像,并将蒙特卡罗数值模拟结果与理论结果进行了比对,两者吻合程度较好,对可能的误差来源进行了分析讨论。理论和模拟结果表明:新型二次电子倍增阴极强流二极管概念可行,工作区间内通过调整施加电场与磁场幅值,可有效达到电子运动状态可控的目标。另外,理论粗估了二次电子倍增饱和条件下的阴极发射电流密度,结果表明:发射电流密度可达kA/cm^2水平,具备强流发射特性;增加外加径向场强幅值可有效提升发射电流密度。最后,对该新型二次电子倍增阴极设计步骤和依据进行了讨论。

关键词：二次电子倍增阴极二极管动力学方程蒙特卡罗模拟

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基于动态区域剖分的二维拉式弹塑性流体力学并行滑移方法

基于动态区域剖分的二维拉式弹塑性流体力学并行滑移方法

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：廖丽张爱清北京应用物理与计算数学研究所高性能数值模拟软件中心

针对二维拉式弹塑性流体力学内力及接触力计算特征,面向数据并行计算模式,基于JAUMIN框架设计基于动态区域剖分的显示有限元并行滑移计算方法,支持复杂物理构型的高效并行滑移计算。该方法具体依赖如下关键技术:(1)根据显示有限元滑移... 详细信息

针对二维拉式弹塑性流体力学内力及接触力计算特征,面向数据并行计算模式,基于JAUMIN框架设计基于动态区域剖分的显示有限元并行滑移计算方法,支持复杂物理构型的高效并行滑移计算。该方法具体依赖如下关键技术:(1)根据显示有限元滑移计算中的数据依赖关系,设计基于网格片的并行滑移线数据结构,管理局部计算区域上的滑移构成与接触关系数据;(2)基于接触构件及实体集技术实现局部几何区域的接触影像区数据创建与管理,支持基

关键词：区域剖分流体力学弹塑性

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非平衡放热流体的离散玻耳兹曼方法研究

非平衡放热流体的离散玻耳兹曼方法研究

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中国核学会2019年学术年会

作者：林传栋许爱国马宇中山大学中法核工程与技术学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室

放热流体广泛存在于自然界和工程应用之中,尤其是在核能工程中,是一种非常重要的常见物理现象。放热流体系统大都涉及从微观尺度的分子碰撞到宏观流动尺度的大窝结构,并且包含复杂的流动力学和热力学非平衡行为,这往往使得传统模拟方法... 详细信息

放热流体广泛存在于自然界和工程应用之中,尤其是在核能工程中,是一种非常重要的常见物理现象。放热流体系统大都涉及从微观尺度的分子碰撞到宏观流动尺度的大窝结构,并且包含复杂的流动力学和热力学非平衡行为,这往往使得传统模拟方法的适用性面临挑战。传统宏观方法对非平衡效应显著的区域经常存在物理描述能力不足的问题,而微观粒子方法往往由于计算资源的限制难于模拟足够时空尺度的系统。本文构建并使用的离散玻耳兹曼方法(DBM)主要就是针对这一中间尺度(非平衡程度、连续程度)的流体行为。DBM自然继承了玻耳兹曼方程描述和测量非平衡物理系统的部分功能,不仅能够在连续性极限条件下得到与宏观控制方程一致的结果,还能够有效延伸至传统宏观控制方程失效时的更强非平衡区域。同时,该方法具有演化方程形式简单、易于编程处理、稳定性好、适用于并行化处理等优势特点。DBM在非平衡放热流体的应用研究,将有助于从微介观尺度深入理解非平衡物理系统的本质机制和特征规律,并且能够为传统计算方法的改进提供可靠的数值参考和理论支撑。

关键词：放热流体爆轰非平衡效应离散玻耳兹曼方法介观模拟

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高能量密度非线性流动数值模拟研究

高能量密度非线性流动数值模拟研究

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第十届全国青年计算物理学术会议

作者：叶文华北京应用物理与计算数学研究所 HEDPS 应用物理和技术中心北京大学

高能量密度非线性流动出现在惯性约束聚变(ICF)和天体物理中,是物理学新的流动研究领域。高能量密度非线性流动涉及高温高压等离子体的复杂过程和多尺度可压缩流动,属于典型的高马赫数、高雷诺数非线性流动,辐射、快电子和高能聚变粒子... 详细信息

高能量密度非线性流动出现在惯性约束聚变(ICF)和天体物理中,是物理学新的流动研究领域。高能量密度非线性流动涉及高温高压等离子体的复杂过程和多尺度可压缩流动,属于典型的高马赫数、高雷诺数非线性流动,辐射、快电子和高能聚变粒子的能量交换和输运,以及等离子体电离和压缩都对流动产生重要影响。复杂的高温高压等离子体过程和强间断(强冲击、多介质强接触间断)对数值模拟提出极大挑战。本报告概要介绍了数值模拟中常使用的物理模

关键词：非线性流动高能量密度数值模拟研究

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