检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2024年第10期36卷 150-157页

作者：谢蓉郝建红赵强张芳范杰清薛碧曦董志伟曹相春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

为了能够通过选择合适的计算方法对不同辐射情况的光子剂量进行准确有效的计算和评估,对比研究了蒙特卡罗模拟软件中常用的四种光子剂量计算方法:剂量转换系数法、发热数法、径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法,从计算原理出发结合仿... 详细信息

为了能够通过选择合适的计算方法对不同辐射情况的光子剂量进行准确有效的计算和评估,对比研究了蒙特卡罗模拟软件中常用的四种光子剂量计算方法:剂量转换系数法、发热数法、径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法,从计算原理出发结合仿真结果分析比较了这四种方法。通过模拟不同能量的单能光子束入射不同体积大小的水球,分析了用比释动能近似吸收剂量导致的误差,并且模拟分析了不同含量的高原子序数元素钆对于吸收剂量计算结果差异的影响。由于转换系数是根据参考人模计算得到的,因此剂量转换系数法只能对吸收剂量进行快速的估计计算,很难在特定情况下得到精准剂量;当高能量光子入射小体积物质时,比释动能会大于吸收剂量,使用发热数法和径迹长度能量沉积法会产生误差,采用脉冲高度计数法更加合适;在低能量和大体积时可以根据计算精度和计算机资源选择任意方法;当组成物质的高原子序数元素含量增多时,径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法之间的计算误差会减少。

关键词：光子吸收剂量蒙特卡罗方法人体模型模拟计算

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基本舰船结构的辐射屏蔽因子研究

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强激光与粒子束 2024年第12期36卷 121-128页

作者：张芳董志伟柴辰睿周海京安建祝赵强薛碧曦北京应用物理与计算数学研究所北京100094 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

核辐射环境中,舰船、坦克的辐射屏蔽特性关乎着核安全、防护、效应评估以及决策应对等实际应用问题。瞄准舰船的核辐射屏蔽性能开展研究。针对舰船材料及典型结构,采用中子-光子耦合输运方法,定量给出中子源、γ源同时辐照下的辐射屏蔽... 详细信息

核辐射环境中,舰船、坦克的辐射屏蔽特性关乎着核安全、防护、效应评估以及决策应对等实际应用问题。瞄准舰船的核辐射屏蔽性能开展研究。针对舰船材料及典型结构,采用中子-光子耦合输运方法,定量给出中子源、γ源同时辐照下的辐射屏蔽效能。通过借助大规模并行技术,实现了该深穿透屏蔽问题的高效模拟。该辐照屏蔽研究中考虑了入射中子和γ以及次级γ粒子的综合叠加效应。通过模拟中子和γ分别入射不同厚度、不同材料壳体后的注量、剂量、能谱演化,计算获得了屏蔽体的入射中子、入射γ射线、中子和次级γ及其综合屏蔽因子,给出腔内的屏蔽因子分布规律,材料包括Fe、Al、Pb、船体材料HSLA100钢等,辐射源包括单能中子、单能γ以及核泄漏中子谱和γ谱。研究成果将为船体、坦克等的辐射防护性能的深入分析奠定基础,为核辐射效应评估、应急处理等提供理论支撑。

关键词：中子伽马辐射屏蔽因子舰船材料腔体板材

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大面积均匀轫致辐射场模拟及其源设计

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强激光与粒子束 2024年第12期36卷 143-149页

作者：丁柏文郝建红张芳赵强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

基于蒙特卡罗方法建立了单环及双环平行电子束轰击钽靶模型,以此模拟环形二极管产生轫致辐射场的过程。模型选用电子束能量为1.5 MeV,钽金属靶厚度为200μm,并采用探测器计数方法对单环电子束在靶后10 cm产生的轫致辐射场剂量进行模拟... 详细信息

基于蒙特卡罗方法建立了单环及双环平行电子束轰击钽靶模型,以此模拟环形二极管产生轫致辐射场的过程。模型选用电子束能量为1.5 MeV,钽金属靶厚度为200μm,并采用探测器计数方法对单环电子束在靶后10 cm产生的轫致辐射场剂量进行模拟研究。对于单环二极管结构,环内径是影响靶后轫致辐射场均匀性的主要因素,内径越大,中心剂量均匀性越差。相比环内径,环宽则主要影响辐射场的剂量大小,对于均匀性的影响较小。当单环内径为19 cm、外径为20 cm时,能得到最大面积为2 290.221 cm^(2)的均匀辐射场。双环二极管结构对比单环结构能得到更大面积的均匀辐射场。但外环环径的变化会导致辐射场剂量分布出现多级峰值,同时对辐射场各个区域的均匀性造成影响。模拟结果表明,通过在上述单环结构外侧添加内径为43.5 cm、外径为44.167 cm的同心外环,可将满足均匀度要求的辐射场面积增大至7 238.229 cm^(2)。

关键词： X射线环形二极管轫致辐射蒙特卡罗方法均匀性

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15 nm Bulk nFinFET器件性能研究及参数优化

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强激光与粒子束 2024年第3期36卷 92-99页

作者：侯天昊范杰清赵强张芳郝建红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

为研究Bulk FinFET工作时基本结构参数、器件温度和栅极材料对其性能的影响,建立了一个15 nm n型Bulk FinFET器件模型,仿真分析了不同栅长、鳍宽、鳍高、沟道掺杂浓度、器件工作温度、栅极材料对器件性能的影响,发现增长栅长、降低鳍宽... 详细信息

为研究Bulk FinFET工作时基本结构参数、器件温度和栅极材料对其性能的影响,建立了一个15 nm n型Bulk FinFET器件模型,仿真分析了不同栅长、鳍宽、鳍高、沟道掺杂浓度、器件工作温度、栅极材料对器件性能的影响,发现增长栅长、降低鳍宽和增加鳍高有助于抑制短沟道效应;1×10^(17)cm^(-3)以下的低沟道掺杂浓度对器件特性影响不大,但高掺杂会使器件失效;器件工作温度的升高会导致器件性能的下降;采用高K介质材料作为栅极器件性能优于传统材料SiO_(2)。

关键词： Bulk FinFET 短沟道效应器件性能参数优化栅极材料

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基于邦纳多球谱仪探测的中子能谱解谱研究

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强激光与粒子束 2024年第12期36卷 115-120页

作者：张硕范杰清张芳赵强郝建红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

在中子辐射领域,中子解谱问题备受关注。邦纳多球谱仪常用于中子能谱探测,最大熵法可针对多球谱仪探测数据进行中子解谱。基于此原理,建立包含邦纳多球谱仪的仿真模型,以蒙特卡罗方法的模拟结果作为先验谱,使用基于最大熵原理的最大熵... 详细信息

在中子辐射领域,中子解谱问题备受关注。邦纳多球谱仪常用于中子能谱探测,最大熵法可针对多球谱仪探测数据进行中子解谱。基于此原理,建立包含邦纳多球谱仪的仿真模型,以蒙特卡罗方法的模拟结果作为先验谱,使用基于最大熵原理的最大熵反卷积(MAXED)方法进行中子解谱,结果证明了方法的有效性和准确性。通过增加蒙特卡罗方法的随机粒子数,获得了精确度不同的多组先验谱,对于不同的先验谱,最终解谱结果均可获得统计学显著性,解谱结果有效。经过对比,先验谱越精准,最终解谱结果准确度越高,说明通过合适的降方差方法获得准确的蒙特卡罗计算结果至关重要,可为后续研究和实验提供参考。同步使用了基于迭代算法的GRAVEL方法进行中子解谱,两种解谱方法计算结果对比进一步证明了MAXED方法解谱的优越性能。

关键词：中子探测器中子解谱最大熵法先验谱

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蒙特卡罗粒子输运软件JMCT非结构网格计算功能开发及检验

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原子能科学技术 2024年第12期58卷 2540-2545页

作者：谭笑邓力王鑫李瑞付元光史敦福刘鹏杨超南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

为开展蒙特卡罗方法及程序与确定论方法及程序之间的耦合计算,针对三维通用型多粒子输运蒙特卡罗软件JMCT,新近开发了支持非结构网格输运计算功能,使JMCT软件具备计算任意三维实体组合几何、结构和非结构网格下的粒子输运问题。选取秦... 详细信息

为开展蒙特卡罗方法及程序与确定论方法及程序之间的耦合计算,针对三维通用型多粒子输运蒙特卡罗软件JMCT,新近开发了支持非结构网格输运计算功能,使JMCT软件具备计算任意三维实体组合几何、结构和非结构网格下的粒子输运问题。选取秦山一期反应堆焊缝段屏蔽模型,分别采用3种几何离散处理,通过大规模并行计算取得了相近的结果,与实验测量值最大相对偏差小于14.29%,满足屏蔽对计算精度(20%)的要求,从而验证了算法的正确有效性。

关键词：蒙特卡罗确定论耦合计算结构/非结构网格秦山一期反应堆

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移动背景介质下的三维中子输运算法研究

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原子能科学技术 2021年第S01期55卷 1-9页

作者：徐龙飞沈华韵魏军侠北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在极端工程问题的物理过程中,背景介质通常具有与中子相当的运动速率,因此必须考虑介质运动对中子输运的影响。严格考虑流场对粒子输运的影响是异常复杂的工作,通过引入适当近似所导出的具有守恒形式的中子-流场耦合输运方程可较好地捕... 详细信息

在极端工程问题的物理过程中,背景介质通常具有与中子相当的运动速率,因此必须考虑介质运动对中子输运的影响。严格考虑流场对粒子输运的影响是异常复杂的工作,通过引入适当近似所导出的具有守恒形式的中子-流场耦合输运方程可较好地捕捉到移动背景介质下中子输运行为的主要特征。基于S_(N)方法对耦合输运方程的角度变量进行离散,并首次给出了三维柱坐标系下耦合输运方程双重角度再分布项的离散方案。基于所研究的方法,先后在稳态问题和瞬态问题中分析了背景介质运动对中子输运的影响。数值结果表明:当介质运动速率达到中子飞行速率的1/10时,背景介质运动对中子通量分布的影响不可忽略;背景介质运动对系统的临界性能有重要影响。

关键词：中子输运移动介质离散纵标曲坐标系双重角度再分布

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炸药装药爆炸反应演化过程和约束影响的数值模拟

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含能材料 2021年第12期29卷 1186-1191页

作者：楼建锋张树道北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为分析弱刺激条件下炸药装药反应演化问题和约束条件对炸药爆炸反应的影响,构建了炸药爆炸反应速率增长的唯像模型,采用多介质任意拉式欧拉和流固耦合算法,实现了约束装药局部点火后缓慢燃烧反应到剧烈爆炸反应增长及其与壳体相互作用... 详细信息

为分析弱刺激条件下炸药装药反应演化问题和约束条件对炸药爆炸反应的影响,构建了炸药爆炸反应速率增长的唯像模型,采用多介质任意拉式欧拉和流固耦合算法,实现了约束装药局部点火后缓慢燃烧反应到剧烈爆炸反应增长及其与壳体相互作用的数值模拟。基于强约束球形装药中心点火实验,数值模拟分析了约束条件对压装PBX⁃2炸药爆炸反应压力增长过程的影响,结果表明壳体强度或厚度增加,装药内反应压力的峰值也增大;随着钢壳厚度从5 mm增加到20 mm,压力峰值从163 MPa增大到1357 MPa,而且压力增长过程存在很大的差异,但随着壳体破裂解体,抑制了爆炸向爆轰反应的转变。

关键词：燃烧反应剧烈爆炸约束强弱唯像模型数值模拟

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梦回百年前——纪念五卅运动爆发100周年特别策划

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发明与创新 2025年第15期 4-11页

作者：《发明与创新》编辑部吴明静北京应用物理与计算数学研究所

在历史长河中,1925年是一个饱含厚重意义的年份.这一年,震惊中外的五卅运动爆发,如同一块巨石投入时代的洪流,激起千层浪,推动着中华民族觉醒与国民革命的巨轮滚滚向前.当我们将目光聚焦于100年前的1925年,会发现科技文化领域同样发生...

在历史长河中,1925年是一个饱含厚重意义的年份.这一年,震惊中外的五卅运动爆发,如同一块巨石投入时代的洪流,激起千层浪,推动着中华民族觉醒与国民革命的巨轮滚滚向前. 当我们将目光聚焦于100年前的1925年,会发现科技文化领域同样发生了诸多对后世产生深远影响的事件.下面,就让我们跟随本刊形象人物"小新"和他的AI电子宠物"奇点",一同穿越时空,重温1925年的那些人和那些事.

关键词：

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基于多绘制管线的大规模并行体绘制性能优化技术

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计算机工程 2024年第8期50卷 207-215页

作者：王华维刘若妍艾志玮曹轶北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担... 详细信息

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担体绘制任务,从而引起了采样数据并行通信的可扩展性瓶颈。为充分利用国产自主CPU高性能计算机来高效完成体绘制任务,针对大规模并行体绘制提出一种基于多绘制管线的性能优化技术,通过多管线、多进程的两级并行模式来降低单条管线的并行规模。在大规模并行体绘制中,该技术将绘制目标图像划分成多个子区域,绘制进程则相应分组,每个进程组独立执行一条绘制管线,以完成图像相应子区域的绘制,最后再收集所有的图像子区域,形成完整图像并输出。实验结果表明,优化后的体绘制算法在国产自主CPU高性能计算机上可以扩展到万核规模,并能有效完成体绘制任务。

关键词：体绘制多管线两级并行并行可扩展性性能优化

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