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物理学报 2022年第19期71卷 227-236页

作者：孟举何贞岑颜君吴泽清姚科李冀光吴勇王建国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 复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

在稳态近似下,通过构建三能级体系碰撞辐射模型,解析研究了电四极(E2)跃迁对等离子体中离子能级布居的影响.研究发现,随着原子序数增加,E2跃迁速率逐渐增强,E2跃迁在低电子密度条件下对离子能级布居的影响愈发显著.进一步地,以电子束离... 详细信息

在稳态近似下,通过构建三能级体系碰撞辐射模型,解析研究了电四极(E2)跃迁对等离子体中离子能级布居的影响.研究发现,随着原子序数增加,E2跃迁速率逐渐增强,E2跃迁在低电子密度条件下对离子能级布居的影响愈发显著.进一步地,以电子束离子阱中类铁钼(Z=42)和铀(Z=92)等离子体为例,数值求解了包含不同退激通道的离子能级布居.在此基础上,分析了考虑E2退激通道导致的能级布居变化对基组态磁偶极(M1)跃迁线强比的影响,并指出在利用高离化态离子M1跃迁线强比进行等离子体电子密度诊断时E2退激发通道的重要性.

关键词：碰撞辐射模型等离子体诊断原子结构和光谱

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基于活跃子空间的爆压不确定度传递分析

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高压物理学报 2025年第2期39卷 31-39页

作者：梁霄范孟君王言金王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 河南省科学院河南郑州450052

爆压间接标定中的不确定度无法消除,不确定度量化能提高模型的可信度和预测能力。然而,爆压间接标定函数具有复杂非线性结构耦合多输入变量等特征,使得爆压不确定度传播研究遇到“维数灾难”等问题。活跃子空间是处理爆压不确定度量化... 详细信息

爆压间接标定中的不确定度无法消除,不确定度量化能提高模型的可信度和预测能力。然而,爆压间接标定函数具有复杂非线性结构耦合多输入变量等特征,使得爆压不确定度传播研究遇到“维数灾难”等问题。活跃子空间是处理爆压不确定度量化的有效工具。首先,导出系统响应量(system response quantity,SRQ)的梯度协方差矩阵;然后,基于Monte Carlo方法,寻找活跃变量,即SRQ变化最快的方向;接着,将高维输入不确定度转化成一维空间处理,避免了“维数灾难”;最后,建立基于一维活跃变量的四阶多项式响应面模型。结果表明,活跃子空间方法成功刻画了输入不确定度对SRQ的影响,且试验结果落在代理模型预测值的置信区间内,确认了爆压模型的预测能力。研究还发现,爆压的离散程度较大,与孙承纬的结论吻合。此外,建立了一种新的爆压模型。该模型是仿射变换与多项式函数的复合运算,具有形式简洁、光滑性好、鲁棒能力强、运算速度快的特点,且系统输入量是随机变量而非固定值,多项式拟合系数不因输入不确定度的变化而改变。该研究方法具备体系性,可以推广到其他类型的炸药爆压预测。

关键词：活跃子空间不确定度量化爆压响应面模型降维

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原子核中的类BEC结构研究进展与展望（英文）

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原子核物理评论 2025年第1期42卷 1-9页

作者：魏康陈家豪叶沿林北京大学物理学院和核物理与技术国家重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

12C中位于3-α破裂阈附近7.65 MeV的第二个0+态（Hoyle态）,具有典型的类BEC结构,通常可通过THSR波函数方法进行有效描述,由此引发了核系统中凝聚结构的深入理论研究。与此同时,较重核中类Hoyle态的实验研究却进展缓慢,主要难点在于多... 详细信息

12C中位于3-α破裂阈附近7.65 MeV的第二个0+态（Hoyle态）,具有典型的类BEC结构,通常可通过THSR波函数方法进行有效描述,由此引发了核系统中凝聚结构的深入理论研究。与此同时,较重核中类Hoyle态的实验研究却进展缓慢,主要难点在于多个破裂碎片的符合测量以及反应-衰变机制的确定。本文简要回顾了该领域的理论和实验进展,并介绍了最近关于160中4-α共振态以及8He中α+2n+2n共振态的实验结果。此外,也展望了在丰中子系统中存在的类BEC态,这对于探索丰中子重核以及中子星的性质极其重要。

关键词：集团结构类BEC α-共轭核丰中子核

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面向复杂几何模型的并行四面体网格生成方法

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计算力学学报 2023年第1期40卷 140-145页

作者：徐权冷珏琳杨洋刘田田郑澎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京100094 中国工程物理研究院计算机应用研究所绵阳621900

面向大规模工程计算等数值模拟领域,提出了一种支持复杂几何模型的大规模四面体网格并行生成方法。该方法以复杂几何模型作为输入,首先采用串行网格生成方法生成初始四面体网格,然后通过两级区域分解方法将初始网格分解为多个子网格并... 详细信息

面向大规模工程计算等数值模拟领域,提出了一种支持复杂几何模型的大规模四面体网格并行生成方法。该方法以复杂几何模型作为输入,首先采用串行网格生成方法生成初始四面体网格,然后通过两级区域分解方法将初始网格分解为多个子网格并分配到相应的进程中,进程间并行地提取出子网格的表面网格,并基于几何模型对面网格进行贴体加密,最后对加密后的面网格采用Delaunay方法重新生成四面体网格,该方法可以更好地适应高性能计算机体系结构,较好地克服了并行方法中并行性能和网格质量不能兼顾的问题。对三峡大坝模型进行测试和验证,证明该方法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数万处理器核上并行生成数十亿高质量四面体网格。

关键词：四面体网格并行网格生成区域分解并行计算

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氙气中辐射激波的发光特性

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物理学报 2021年第7期70卷 206-214页

作者：赵多李守先安建祝吴勇吴泽清李琼王芳孟广为北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

本文模拟研究了氙气中X射线加热产生辐射激波的发光特性.辐射激波采用Zinn模型计算,并在模型中输入氙气的辐射不透明度和状态方程参数.研究发现,辐射激波伴随着丰富的光学演化过程,激波对外辐射强度表现出两个明显的亮度峰值和一个亮度... 详细信息

本文模拟研究了氙气中X射线加热产生辐射激波的发光特性.辐射激波采用Zinn模型计算,并在模型中输入氙气的辐射不透明度和状态方程参数.研究发现,辐射激波伴随着丰富的光学演化过程,激波对外辐射强度表现出两个明显的亮度峰值和一个亮度极小值,辐射光谱也经常偏离黑体辐射光谱.对氙气不同位置光学特性的分析可知,激波和内部高温区的辐射吸收系数的动态演化导致了辐射激波的发光位置和辐射强度的变化.

关键词：辐射激波辐射光谱氙气辐射流体力学

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闪光照相散射定量技术初步研究

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强激光与粒子束 2022年第11期34卷 120-125页

作者：贾清刚毛朋成王文远孔令海杨波许海波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研究生院北京100094

高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时,直穿X射线的强度将被极大衰减,到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没,若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发,目前主要采用... 详细信息

高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时,直穿X射线的强度将被极大衰减,到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没,若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发,目前主要采用网柵相机即阵列型准直孔阻挡散射,但网栅相机的应用效果受光源位置稳定性影响较大,且网栅不易加工。提出了一种可实时定量散射强度的照相方案,该方案利用狭缝准直器对散射的抑制能力不随散射强度变化而改变这一特点,对现有照相布局进行小改进,利用已知客体实验结果标定狭缝准直器对散射的抑制能力,进一步自洽确定待测客体的散射量大小。基于蒙卡方法的仿真照相实验结果表明,当采用低面密度客体标定散射抑制系数时,高面密度客体散射强度的估计值与模拟真实值偏差可小于2%。

关键词：高能X射线闪光照相成像方案图像反演散射补偿

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高空离轨发动机流场红外辐射特性研究

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中国光学 2022年第2期15卷 259-266页

作者：郑鸿儒马岩范林东任翔北京跟踪与通信技术研究所北京100094 长光卫星技术有限公司长春130000 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

高超声速飞行器大攻角机动时,其离轨发动机产生的喷流与高速稀薄的大气来流产生强烈干扰,流场情况复杂,流场红外辐射也是天基红外系统探测的标志性事件。本文针对高超声速飞行器发动机喷流与稀薄来流的相互干扰情况,采用数值求解Navier-... 详细信息

高超声速飞行器大攻角机动时,其离轨发动机产生的喷流与高速稀薄的大气来流产生强烈干扰,流场情况复杂,流场红外辐射也是天基红外系统探测的标志性事件。本文针对高超声速飞行器发动机喷流与稀薄来流的相互干扰情况,采用数值求解Navier-Stokes方程模拟干扰流场,采用逐线积分法得到气体红外辐射特性,结合反向蒙特卡洛方法计算得到飞行器在94公里飞行高度下,无来流、不同来流攻角、不同来流速度下的尾焰流场红外辐射特性,并针对低轨卫星的可观测性进行了评估。仿真结果表明,对于给定观测位置,在无风条件下,红外辐射在各个波段下的强度较低,最大值在10^(−9) W/m^(2)量级。而在来流攻角影响下,流场红外信号强度显著上升,且来流攻角、来流速度越大,强度越大,最大值在10^(−6) W/m^(2)量级。大气衰减效应对不同观测位置的可观测性影响较大。本文结果可为高超声速飞行器红外预警和反导提供参考。

关键词：高空羽流喷流与来流干扰红外辐射反向蒙特卡洛方法

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科研事业单位设备管理转型分析与思考

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城市情报 2024年第10期 67-68页

作者：邓淑萍北京应用物理与计算数学研究所 100092

"转型"作为近两年的"烧脑"课题,在科研事业单位管理层全面展开.作者以前瞻的视角,对当前科研事业单位设备管理转型中面临的诸多"难点"、"堵点"和"痛点"问题进行了深入剖析,并以丰富... 详细信息

"转型"作为近两年的"烧脑"课题,在科研事业单位管理层全面展开.作者以前瞻的视角,对当前科研事业单位设备管理转型中面临的诸多"难点"、"堵点"和"痛点"问题进行了深入剖析,并以丰富的工作经验和理论知识,经过深入思考与专业分析,提出切实可行的解决方案以飨同行.

关键词：设备管理管理转型流程管控操作规程

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多色非相干光入射ICF黑腔受激布里渊散射分析

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强激光与粒子束 2021年第10期33卷 22-31页

作者：王强刘占军郑春阳李欣曹莉华郝亮蔡洪波北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为研究多色非相干激光入射ICF黑腔的受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)发展情况,建立了一维受激散射稳态谱分析模型,并发展了相应的数值模拟程序。分析了不同频率激光激发的受激散射光通过共用等离子体波耦合的物理图像以及影响... 详细信息

为研究多色非相干激光入射ICF黑腔的受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)发展情况,建立了一维受激散射稳态谱分析模型,并发展了相应的数值模拟程序。分析了不同频率激光激发的受激散射光通过共用等离子体波耦合的物理图像以及影响背散光谱的物理因素。针对波长差0.3 nm的等强度双色光入射封底金腔的SBS进行了模拟分析,结果表明:采用双色光有效抑制了SBS;SBS光谱劈裂成间距为0.3 nm的两个峰;波长较长的入射光对应的SBS光获得了较大的增益;如果固定激光总强度和总带宽,则存在抑制SBS的最优光束数目。

关键词：激光惯性约束聚变多色非相干光受激布里渊散射背向散射光谱分析

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大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法

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计算机研究与发展 2023年第3期60卷 676-689页

作者：杨阳武昱汪云海曹轶北京应用物理与计算数学研究所北京100094 山东大学计算机科学与技术学院山东青岛266237 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

高置信度的数据可视分析对于大规模数值模拟至关重要,但是当前高性能计算机的存储瓶颈导致可视分析应用获取原始高分辨率网格数据越来越困难.基于统计建模的方法能够极大降低高分辨数据存储成本,但是重建数据的不确定性高.为此,提出了... 详细信息

高置信度的数据可视分析对于大规模数值模拟至关重要,但是当前高性能计算机的存储瓶颈导致可视分析应用获取原始高分辨率网格数据越来越困难.基于统计建模的方法能够极大降低高分辨数据存储成本,但是重建数据的不确定性高.为此,提出了一种大规模结构网格数据的相关性统计建模轻量化方法,用于对并行数值模拟生成的大规模多块体数据进行高效分析与可视化.该方法的技术核心是通过数据块间的统计相关性,指导邻接数据块的统计建模,从而有效地保留数据统计特征,且不需要对不同并行计算节点中的数据块进行合并与重新分块.通过耦合数据块的数值分布信息、空间分布信息和相关性信息,该方法可以更精确地重建原始数据,降低可视化的不确定性.实验测试采用了最大10亿网格规模的5组科学数据,定量分析结果显示,在相同数据压缩比下,该方法相比现有方法可将数据重建精度最大提升近2个数量级.

关键词：数据轻量化大规模并行科学模拟大规模多块体数据相关性统计建模科学可视化

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