检索结果-内蒙古大学图书馆

周毓麟先生在计算数学领域的成就与贡献——纪念周毓麟院士百年诞辰

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计算数学 2023年第1期45卷 3-7页

作者： Institute of Applied Physics and Computational Mathematics 北京应用物理与计算数学研究所

本文从计算数学的视角,介绍周毓麟先生在离散泛函分析方法和大型科学计算方法等领域的研究工作.

关键词：离散Sobolev空间有限差分方法并行算法网络设计

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基于X射线荧光光谱的温稠密物质电子结构密度效应研究

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物理学报 2023年第24期72卷 189-195页

作者：张志宇赵阳青波张继彦马建毅林成亮杨国洪韦敏习熊刚吕敏黄成武朱托宋天明赵妍张玉雪张璐李丽灵杜华冰车兴森黎宇坤詹夏宇杨家敏中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900 四川大学原子与分子物理研究所成都610065 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

受密度及温度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验数据亦非常缺乏.本文通过发展主动探测的X射线荧光光谱方法,从实验上定量研究了密度效应对温稠密物质电子结构的影响,有助于深入理解温稠密物质... 详细信息

受密度及温度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验数据亦非常缺乏.本文通过发展主动探测的X射线荧光光谱方法,从实验上定量研究了密度效应对温稠密物质电子结构的影响,有助于深入理解温稠密物质的电子结构变化,并为相关理论模型提供实验验证.在万焦耳激光装置上,设计特殊构型黑腔加载约2倍固体密度、2 eV的Ti样品.利用激光辐照V产生的热发射线泵浦Ti的荧光,并采用高效高分辨的晶体谱仪诊断样品的X射线荧光光谱.实验结果显示,2倍固体密度Ti样品荧光谱线K_(β)与K_(α)的能量差(△EK_(β)-K_(α))相对于冷样品红移约2 eV.理论上采用两种方法进行计算并与实验结果比较,其中有限温度相对论密度泛函方法高估了密度效应对谱线移动的影响,而“two-step Hartree-Fock-Slater”方法低估了密度效应的影响.

关键词：温稠密物质电子结构密度效应 X射线荧光光谱

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系统电磁脉冲建模与数值模拟研究进展

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电波科学学报 2024年第5期39卷 797-807页

作者：张含天陈剑楠周前红周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 西北核技术研究所西安710024

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法... 详细信息

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法与专用数值模拟程序。然而,受限于系统电磁脉冲所涉及物理过程的复杂性,目前仍难以实现其毁伤效果的定量分析,已经成为抗辐射加固领域的短板问题。为此,本文综述了系统电磁脉冲的基本物理过程与分类方法,按外部系统电磁脉冲、腔体系统电磁脉冲、线缆系统电磁脉冲、电路盒系统电磁脉冲等不同类型,分别从建模方法、已形成专用数值模拟程序的功能与特点等方面介绍了国内外系统电磁脉冲理论研究的进展。结果表明,除电路盒系统电磁脉冲外,国内外数值模拟采用的技术路线较明确。国内发展的模拟能力基本可实现自主程序替代,但在未来的研究中,需要进一步加强专用模拟程序的集成以及模型校验,以更好地应用于系统电磁脉冲对实际电子学系统干扰/毁伤效能的评估。

关键词：系统电磁脉冲内电磁脉冲电离辐射光电子电磁兼容

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惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

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计算物理 2022年第3期39卷 277-285页

作者：胡晓燕范征锋北京应用物理与计算数学研究所北京100088

针对三维球形靶丸内爆高效模拟需求和传统笛卡尔正交网格上辐射加源困难的问题,发展一种多块结构非正交网格生成方法,并基于此种计算网格提出高效的三维扩散格式并行算法,将其应用于辐射流体方程组的求解和三维内爆不对称性的数值模拟,... 详细信息

针对三维球形靶丸内爆高效模拟需求和传统笛卡尔正交网格上辐射加源困难的问题,发展一种多块结构非正交网格生成方法,并基于此种计算网格提出高效的三维扩散格式并行算法,将其应用于辐射流体方程组的求解和三维内爆不对称性的数值模拟,数值结果显示了算法的有效性。并行性能测试显示该算法可扩展到5400个核上,并行效率达到69%。

关键词：多块结构网格扩散方程惯性约束核聚变内爆并行算法

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结合源偏倚和权窗的蒙特卡罗全局减方差方法

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物理学报 2024年第4期73卷 113-118页

作者：张显刘仕倡魏军侠李树王鑫上官丹骅北京应用物理与计算数学研究所北京100094 华北电力大学核科学与工程学院北京102206 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两... 详细信息

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两种高效全局减方差算法,即均匀计数密度算法(属于源偏倚算法的一种)和权窗算法的结合展开研究,提出利用均匀计数密度算法的偏倚因子调整权窗下限,由此实现两种算法的有机结合.基于Hoogenboom-Martin压水堆全堆基准题中开展了一系列对比测试,验证了混合全局减方差算法更优于单一权窗算法或均匀计数密度算法,尤其是在降低最大误差方面.同时,基于新的指标,验证了均匀计数密度算法较经典的均匀裂变源算法具有更好的表现.研究结果表明,本文提出的混合全局减方差算法能高效求解全局计数问题,进一步促进了相关领域的研究.

关键词：蒙特卡罗方法全局减方差均匀计数密度算法权窗算法

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金属铅的宽区多相物态方程

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物理学报 2025年

作者：方俊赵艳红高兴誉张其黎王越超孙博刘海风宋海峰北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室

本文从Helmholtz自由能出发构建了铅的宽区多相物态方程，覆盖从常温到10 MK、从常压到107GPa的温压范围，计算了冲击雨贡纽线、300 K等温线、熔化线及温稠密过渡区热力学物性，并与实验值、铅已有的宽区物态方程数据库SESAME-3200以及... 详细信息

本文从Helmholtz自由能出发构建了铅的宽区多相物态方程，覆盖从常温到10 MK、从常压到107GPa的温压范围，计算了冲击雨贡纽线、300 K等温线、熔化线及温稠密过渡区热力学物性，并与实验值、铅已有的宽区物态方程数据库SESAME-3200以及第一性原理模拟结果进行了对比分析。一方面，本文的模型能较好地再现各类实验数据；另一方面，在温稠密过渡区，本文的模型获得了扩展的第一性原理分子动力学模拟结果的验证，相比SESAME-3200更符合第一性原理的模拟结果。本文数据集可在科学数据银行数据库https://***/10.57760/sciencedb.j00213.00166中访问获取（审稿阶段请通过私有访问链接查看本文数据集https://***/s/3mAjeq）。

关键词：宽区物态方程铅多相温稠密物质

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脉冲源法对次临界系统的适用性和限制条件

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计算物理 2025年第2期42卷 224-231页

作者：高屹郑妍徐琪张晓立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战略研究中心北京100094

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区... 详细信息

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统,活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明:脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统,活性区越接近临界,泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区keff限值,并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

关键词：脉冲源法次临界系统泄漏γ计数率瞬发中子衰减时间常数裂变衰减特性

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交叉纳米棒三聚体手性光学响应研究

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山西大学学报(自然科学版) 2023年第4期46卷 838-848页

作者：张维娜智轶凡北京应用物理与计算数学研究所

为探究便于调节的纳米结构尺寸和几何构型对等离激元光学手性的影响及其调控手段，本文采用了耦合偶极子模型（CDM）的解析方法和时域有限差分法（FDTD）数值模拟。文章计算了一系列尺寸或间隔的交叉金纳米棒三聚体的圆二色性（CD）变... 详细信息

为探究便于调节的纳米结构尺寸和几何构型对等离激元光学手性的影响及其调控手段，本文采用了耦合偶极子模型（CDM）的解析方法和时域有限差分法（FDTD）数值模拟。文章计算了一系列尺寸或间隔的交叉金纳米棒三聚体的圆二色性（CD）变化规律，找到了具有最强光学手性的几何构型。研究发现调节中间棒的尺寸可以使一些具有几何手性的结构手性光学响应为零，还可以实现在特定的转角下选择改变CD的通道，得到不同的CD变化规律。文章根据计算结果进一步探究了相互作用与几何手性在交叉金纳米棒三聚体结构中光学手性的贡献。研究结果可以应用于设计高灵敏度纳米传感器和构建手性超材料单元等方面。

关键词：手性等离激元耦合偶极子模型圆二色性

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一种面向舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方法

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计算力学学报 2024年第2期41卷 335-343页

作者：王杰王景焘黄超伍洋刘娜张磐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

水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约... 详细信息

水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约束方程。基于该方法,本文提出了完整的适用于水下爆炸舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方案,并基于大规模并行编程框架,研发形成适用于舰船结构毁伤的流固耦合大规模并行计算软件。与泰勒平板理论解和水下爆炸结构冲击响应实验数据等进行对比表明,本文方法可有效模拟大变形流固耦合工程问题,具备较高数值求解精度。在此基础上,完成了水下爆炸整船结构毁伤过程大规模数值模拟。该方法可有效应用于舰船毁伤等级评估,应用前景广阔。

关键词：大变形流固耦合浸没边界法舰船结构毁伤并行编程框架

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孔洞增长层裂模型的改进及其在模拟不同加载波形层裂实验结果方面的应用

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爆炸与冲击 2024年第5期44卷 48-53页

作者：张凤国王裴王言金胡建波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流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999

冲击波在靶板自由面反射导致靶板材料内部产生动态拉伸层裂损伤是材料的典型损伤破坏形式之一,材料的初始微结构、冲击加载的强度和应变率、温度等因素直接影响材料内部的损伤演化过程。靶板自由面速度曲线变化间接反映材料内部损伤的... 详细信息

冲击波在靶板自由面反射导致靶板材料内部产生动态拉伸层裂损伤是材料的典型损伤破坏形式之一,材料的初始微结构、冲击加载的强度和应变率、温度等因素直接影响材料内部的损伤演化过程。靶板自由面速度曲线变化间接反映材料内部损伤的演化过程,在层裂损伤物理模型研究方面,目前采用适宜的层裂损伤模型较好地模拟不同冲击加载波形下靶板自由面速度曲线的相关文献很少,主要借助实验手段探讨加载波形与自由面速度曲线变化以及层裂损伤演化过程之间的关联。对于孔洞增长层裂损伤模型,通过解析加载应变率与层裂强度以及损伤模型初始损伤参数之间的相互关系,给出了模型初始损伤参数的计算方法,有效地将损伤模型初始损伤参数与加载应变率关联在一起。该计算方法不仅可以较好地模拟方波、三角波以及泰勒波冲击加载铝材料层裂实验的自由面速度曲线,同时,计算得到的层裂强度和层裂片厚度也与实验结果符合。此外,还进一步分析了靶板内部不同位置的初始损伤、层裂强度的分布与应变率之间的关联,以及其对自由面速度曲线的影响。

关键词：冲击加载波形层裂损伤自由面速度数值分析

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