检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2025年

作者：郭翰林尹丽崔霞中国工程物理研究院研究生院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

本文提出了一种基于泰勒基函数的广义直接间断有限元（GDDG）方法，用于求解任意多边形网格上的扩散方程。该方法适用于包含扭曲四边形或任意多边形的复杂网格结构。数值实验表明，GDDG方法在任意多边形网格上能够有效求解扩散方程，其... 详细信息

本文提出了一种基于泰勒基函数的广义直接间断有限元（GDDG）方法，用于求解任意多边形网格上的扩散方程。该方法适用于包含扭曲四边形或任意多边形的复杂网格结构。数值实验表明，GDDG方法在任意多边形网格上能够有效求解扩散方程，其中A类算法可以达到最优（k+1）阶L2收敛和k阶H1收敛，B类算法可以达到最优H1收敛，特定参数选取下可以达到最优L2收敛。进一步结合理论分析与数值实验，提出了GDDG方法中参数最佳选取准则。随后，通过测试变扩散系数问题和各向异性扩散问题，验证了GDDG方法对一般扩散问题的适用性。

关键词：扩散方程任意多边形网格高精度格式泰勒基函数直接间断有限元方法

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蒙特卡罗临界计算粒子并行动态负载均衡调权算法研究

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原子能科学技术 2022年第2期56卷 316-325页

作者：付元光刘鹏李瑞王鑫邓力中国工程物理研究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

本文针对蒙特卡罗临界计算,提出了一种具有动态负载平衡能力的粒子权重调节算法。该算法在每次源迭代初始,将模拟粒子总权重均分到每个进程上,在保证每个进程本地权重恒定的前提下,分别调节不同进程的粒子出生权重,实现了源迭代过程中... 详细信息

本文针对蒙特卡罗临界计算,提出了一种具有动态负载平衡能力的粒子权重调节算法。该算法在每次源迭代初始,将模拟粒子总权重均分到每个进程上,在保证每个进程本地权重恒定的前提下,分别调节不同进程的粒子出生权重,实现了源迭代过程中进程间计算的动态负载平衡。与Master-Slave、Nearest Neighbor等算法进行比对,发现此算法加速效果更好。将此算法集成到JMCT程序中,通过BEAVRS基准题测试了并行效率,相对于128进程,4800进程弱可扩和强可扩展并行效率分别可达92.54%和81.47%。

关键词：蒙特卡罗临界计算粒子并行负载均衡

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基于神光100kJ装置的五倍频汤姆孙散射评估

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光学学报 2022年第11期42卷 181-191页

作者：赵航李志超李欣刘耀远龚韬郭亮李三伟蒋小华李琦潘凯强陈朝鑫杨冬丁永坤王峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

基于神光100 kJ装置的实验条件,对深紫外五倍频汤姆孙散射诊断应用的可行性与适用性进行了评估,并与目前广泛应用的四倍频汤姆孙散射进行了对比,为面向惯性约束聚变等离子体高精度诊断的技术路线选择提供了参考。从探针束信号、驱动束... 详细信息

基于神光100 kJ装置的实验条件,对深紫外五倍频汤姆孙散射诊断应用的可行性与适用性进行了评估,并与目前广泛应用的四倍频汤姆孙散射进行了对比,为面向惯性约束聚变等离子体高精度诊断的技术路线选择提供了参考。从探针束信号、驱动束本底和轫致辐射本底等方面进行评估,针对汤姆孙散射离子谱和电子谱测量波段分别开展讨论。结果表明:对于离子谱,采用五倍频探针束可以显著提升信背比;对于电子谱红峰,无论采用五倍频探针束还是四倍频探针束均受到驱动束强本底的干扰;对于电子谱蓝峰,采用五倍频探针束可以避开驱动束本底,但轫致辐射本底会显著增强。综合来看,五倍频汤姆孙散射对低原子序数等离子体的测量具有显著的优势,对高原子序数等离子体的测量优势并不明显。

关键词：真空紫外汤姆孙散射五倍频惯性约束聚变等离子体

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面向高性能数值模拟的并行网格生成软件研制

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空气动力学学报 2022年第5期40卷 134-145页

作者：郑澎冷珏琳徐权刘田田杨洋高俊琪董庆利中国工程物理研究院计算机应用研究所绵阳621900 中国工程物理研究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京100094

网格是开展大多数数值模拟计算的必要条件。面向高性能数值模拟应用,几何结构日趋复杂,局部特征日趋精细,网格规模将达到十亿规模以上,这就要求网格生成既要高效处理复杂模型,又要自适应刻画局部特征,更要考虑大规模网格向解算器的低开... 详细信息

网格是开展大多数数值模拟计算的必要条件。面向高性能数值模拟应用,几何结构日趋复杂,局部特征日趋精细,网格规模将达到十亿规模以上,这就要求网格生成既要高效处理复杂模型,又要自适应刻画局部特征,更要考虑大规模网格向解算器的低开销传输,因此研制并行网格生成软件对推动高性能数值模拟应用具有重要价值。首先从算法研究、软件产品化两个层次论述相关领域的国内外情况,接着介绍了自主可控软件SuperMesh的架构设计和关键技术进展,最后探讨了并行网格生成技术的未来发展方向。

关键词：高性能数值模拟并行网格生成软件产品化架构设计自主可控

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激光辐照下熔石英表面损伤的原子模拟

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物理学报 2023年第15期72卷 184-191页

作者：张学阳陈军胡望宇湖南工程学院计算科学与电子学院湘潭411104 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关... 详细信息

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关重要.本文采用大规模非平衡分子动力学模拟方法和适用于动态过程的微结构分析技术,研究激光加载下熔石英表面的损伤过程,基于理论研究的高温等离子体火球模型模拟高温熔石英等离子体球对熔石英表面的破坏,通过跟踪局域结构、温度分布和表面形貌状态,分析影响熔石英表面损伤的因素.研究表明,高温熔石英球的尺寸、距表面的距离和温度都对熔石英表面的破坏具有重要的影响.本文可为认识激光辐照下熔石英中复杂的损伤过程提供指导.

关键词：激光辐照损伤熔石英分子动力学

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5Li系统的广义约化R矩阵理论分析

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计算物理 2025年

作者：韩旭陈振鹏叶涛范昊洋郭海瑞中国工程物理研究院研究生院清华大学物理系北京应用物理与计算数学研究所

基于广义约化R矩阵理论，使用RAC程序（R-matrix Analysis code）综合分析了5Li系统中所有可以利用的实验数据，给出了氘核入射10-3～20 MeV，质子入射10-3～38 MeV能量范围内全套评价核数据，各反应数据内部自洽。其中积分截面包括3He... 详细信息

基于广义约化R矩阵理论，使用RAC程序（R-matrix Analysis code）综合分析了5Li系统中所有可以利用的实验数据，给出了氘核入射10-3～20 MeV，质子入射10-3～38 MeV能量范围内全套评价核数据，各反应数据内部自洽。其中积分截面包括3He（d，p）4He、4He（p，d）3He；微分截面包括3He（d，p）4He、4He（p，d）3He、3He（d，d）3He、4He（p，p）4He。RAC的评价结果与实验数据和ENDF/B-VIII.1的评价数据符合良好，结合5Li系统内正逆反应的约束，提高了3He（d，p）4He反应和4He（p，d）3He反应截面评价的可靠性。对于5Li系统重点关注的3He（d，p）4He反应，ENDF/B-VIII.1的评价结果在10 MeV之后与现有实验数据符合较差，RAC给出的评价结果更符合现有的实验数据。

关键词： R矩阵理论聚变反应截面 Li系统 He(d，p) He反应 He(p，d) He反应

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求解含静态裂缝线弹性问题的一类基于物理信息神经网络算法

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计算物理 2025年

作者：柴博涛陈星玎余云龙北京工商大学数学与统计学院数据科学系北京应用物理与计算数学研究所

针对二维含静态裂缝线弹性问题构造了一类新的基于物理信息神经网络算法。为了处理裂缝处位移场的强间断性，基于区域分解思想，将计算区域分成若干个子区域，并采用多个相互独立的神经网络分别求解各个子区域中的位移场和应力场。为了... 详细信息

针对二维含静态裂缝线弹性问题构造了一类新的基于物理信息神经网络算法。为了处理裂缝处位移场的强间断性，基于区域分解思想，将计算区域分成若干个子区域，并采用多个相互独立的神经网络分别求解各个子区域中的位移场和应力场。为了处理裂尖处应力场的强奇异性，引入裂尖渐近场函数对神经网络的输出量进行修正，以期显著提高计算精度。最后，相关数值实验验证了算法的有效性。

关键词：物理信息神经网络静态裂缝多神经网络区域分解裂尖渐近场函数

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计算流体力学验证与确认研究进展

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力学进展 2023年第3期53卷 626-660页

作者：陈江涛肖维赵炜张培红杨福军金韬郭勇颜吴晓军陈坚强王瑞利李立中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 航空工业西安航空计算技术研究所西安710000

计算流体力学(CFD)在重大工程领域发挥了日益重要的作用,可信度是制约其进一步大规模工程应用的关键因素.国内外普遍认同验证与确认是CFD可信度评价和保证的必经途径.通过系统的验证与确认,可以有效识别代码中潜在的编程错误,保证数值... 详细信息

计算流体力学(CFD)在重大工程领域发挥了日益重要的作用,可信度是制约其进一步大规模工程应用的关键因素.国内外普遍认同验证与确认是CFD可信度评价和保证的必经途径.通过系统的验证与确认,可以有效识别代码中潜在的编程错误,保证数值求解的可靠性,客观评价模型在预期用途内的适用性,在必要时提高模型的预测能力.本文围绕着什么是验证与确认,怎么做验证与确认这两个核心问题,从基本概念、实施流程、主要方法、标模试验和平台工具等角度介绍了国内外在CFD验证与确认领域的研究进展,重点对误差估计和不确定度量化方法展开介绍.文章最后对现阶段验证与确认研究解决实际工程问题的不足进行了评述和总结,对未来重点研究方向进行了展望.

关键词：验证与确认误差估计不确定度量化标模试验

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热稠密等离子体中Fe25+离子光电离截面的低能特征

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物理学报 2025年第11期 121-130页

作者：路思梅周福阳高翔吴勇王建国复旦大学现代物理研究所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陕西师范大学物理与信息技术学院北京大学应用物理与技术研究中心

采用原子态分辨(atomic-state-dependent, ASD)屏蔽模型,研究了热稠密等离子体中Fe25+离子光电离截面的低能特征.等离子体屏蔽会减弱核和束缚电子之间的相互作用,导致束缚电子逐渐进入连续态.对于光电离过程,屏蔽效应改变束缚和连续电... 详细信息

采用原子态分辨(atomic-state-dependent, ASD)屏蔽模型,研究了热稠密等离子体中Fe25+离子光电离截面的低能特征.等离子体屏蔽会减弱核和束缚电子之间的相互作用,导致束缚电子逐渐进入连续态.对于光电离过程,屏蔽效应改变束缚和连续电子的波函数,进一步改变重叠积分和跃迁矩阵元,最终引起截面出现低能特征.相比于传统的德拜模型, ASD模型进一步考虑了电子简并效应和非弹性碰撞过程的影响,能够更加准确地描述温热稠密等离子体的屏蔽效应.基于ASD模型,研究发现,低能阈值区,截面服从Wigner阈值定律;能量逐渐增大时截面出现低能增强、势形共振、Cooper极小、Combet-Farnoux极小等低能特征,导致对应能区的截面显著增大或减小,继而改变光电子谱的性质.本工作研究了热稠密等离子体中离子的光电离过程,可以为天体和实验室中热稠密等离子体的研究提供理论和数据支持.

关键词：原子态分辨屏蔽模型光电离截面等离子体屏蔽

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质子辐照下三结GaAs太阳电池性能衰退分析

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太阳能学报 2023年第7期44卷 129-134页

作者：孙洪伟郝建红赵强范杰清张芳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

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤... 详细信息

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤评价方法。结果表明,在三结GaAs太阳电池中,40 keV能量的质子辐照对中电池的影响最小;100和150 keV能量的质子辐照主要对中电池基区造成影响,导致电池性能一定程度上的衰退;70 keV能量的质子辐照对于中电池结区的影响最大,从而导致量子效率QE和并联电阻Rsh的变化最为明显。

关键词：太阳电池质子辐照砷化镓量子效率晶格缺陷

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