检索结果-内蒙古大学图书馆

应用数学进展 2023年第2期12卷 645-678页

作者：史雪婷杨田洁中国工程物理研究院北京北京应用物理与计算数学研究所北京

界面问题用于各种工程应用和物理、化学、生物现象的建模,特别是涉及具有不同扩散性、密度、渗透性或导电性的多种不同材料的现象,其在界面上由一定条件耦合。本文考虑具有溶解质输运的线性两相流模型,分别在相界面处耦合非完美界面条件... 详细信息

界面问题用于各种工程应用和物理、化学、生物现象的建模,特别是涉及具有不同扩散性、密度、渗透性或导电性的多种不同材料的现象,其在界面上由一定条件耦合。本文考虑具有溶解质输运的线性两相流模型,分别在相界面处耦合非完美界面条件和Henry界面条件。由于解在界面上的跳跃使得解在各自材料区域上具有比在整个区域上更高的正则性,针对这类界面问题的正则性分析,本文给出一个完整的泛函分析过程,采用De Giorgi迭代方法证明该模型弱解的相关性质,进而证明弱解及其梯度的Hölder连续性。此外,对于Henry界面问题,本文给出了梯度的Lq估计(存在q > 2)。

关键词：对流扩散方程非完美界面条件 Henry界面条件 De Giorgi迭代 H?lder连续性

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卷积神经网络辅助无机晶体弹性性质预测

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物理学报 2025年

作者：刘宇杰王振宇雷航张国宇咸家伟高志斌孙军宋海峰丁向东西安交通大学金属材料强度全国重点实验室材料科学与工程学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

无机晶体材料因其优异的物理和化学特性，在多个领域展现出广泛的应用潜力。弹性性质（如体积模量和剪切模量）对预测材料的电导率、热导率及力学性能具有重要作用，然而，传统实验测量方法存在成本高、周期长等问题。随着计算方法的进... 详细信息

无机晶体材料因其优异的物理和化学特性，在多个领域展现出广泛的应用潜力。弹性性质（如体积模量和剪切模量）对预测材料的电导率、热导率及力学性能具有重要作用，然而，传统实验测量方法存在成本高、周期长等问题。随着计算方法的进步，理论模拟逐渐成为独立于实验的研究方法。近年来，基于图神经网络的机器学习方法在无机晶体材料的弹性性质预测中取得了显著成果，尤其是晶体图卷积神经网络（CGCNN）在材料数据的预测和扩展方面表现出色。本研究利用从Matbench v0.1数据集中收集的10,987个材料的体积模量和剪切模量数据，训练了两个CGCNN模型，基于预训练的模型成功实现了对80,664个无机晶体结构弹性模量的预测。为保证数据质量，筛选了材料电子带隙在0.1至3.0 eV之间，并去除了含有放射性元素的化合物。预测数据来源于两个主要数据集：一是从Materials Project数据库中筛选出的54,359个晶体结构，构成MPED弹性数据集；二是Merchant等通过深度学习和图神经网络方法发现的26,305种晶体结构，构成NED弹性数据集。最终，本研究预测了80,664种无机晶体的体积模量和剪切模量，丰富了现有的材料弹性数据资源，并为材料设计提供了更多的数据支持。本文数据集可在科学数据银行中访问获取:https://***/s/N3QF7v。

关键词：无机晶体材料弹性模量机器学习

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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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CCD电子辐照效应三维蒙特卡罗模拟研究

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强激光与粒子束 2022年第4期34卷 111-116页

作者：谭群范杰清赵强张芳李尧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

CCD易受空间环境中高能电子辐射的影响,造成性能下降和工作异常,针对此问题,选取某国产N沟道3相多晶硅交迭栅、帧转移结构CCD开展了电子辐照效应研究。采用三维蒙特卡罗软件FLUKA建立电子辐照CCD的组成材料Si和SiO_(2)模型,仿真模拟电... 详细信息

CCD易受空间环境中高能电子辐射的影响,造成性能下降和工作异常,针对此问题,选取某国产N沟道3相多晶硅交迭栅、帧转移结构CCD开展了电子辐照效应研究。采用三维蒙特卡罗软件FLUKA建立电子辐照CCD的组成材料Si和SiO_(2)模型,仿真模拟电子和材料相互作用的物理过程,计算不同能量电子在Si和SiO_(2)中的总质量阻止本领和射程,与文献理论计算结果对比验证了本文仿真方法的正确性。建立CCD像元阵列的三维模型,模拟计算不同能量电子在CCD中能量沉积过程的影响,以及像元间有无边界对电子在CCD像元中平均原子离位(DPA)的影响,分析了辐照损伤差异产生的机理。结果表明,靠近入射点的像元能量沉积最大处对应的入射电子能量较小;对于无边界像元,电子辐照产生的DPA随入射深度的增加先增加后减小,而在有边界像元中产生的DPA随入射深度的增加先减小后增加,并且随入射深度的增加无边界像元中产生的DPA与有边界像元中产生的DPA差值越来越小。

关键词：电荷耦合器件电子辐照 FLUKA 阻止本领射程能量沉积平均原子离位

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协变量随机右删失时变系数模型的估计

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应用概率统计 2024年第5期40卷 800-818页

作者：柴旺尹俊平孙志华中国科学院大学数学科学学院北京100049 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088 上海张江数学研究院上海201203

数据经常因为个体失访,退出实验或者研究结束而出现右删失的现象.右删失数据的研究吸引了很多研究者的兴趣.文献中大部分研究集中在响应变量出现右删失的情况.回归模型中的协变量也可能出现右删失,但相关的研究并不多.本文研究协变量随... 详细信息

数据经常因为个体失访,退出实验或者研究结束而出现右删失的现象.右删失数据的研究吸引了很多研究者的兴趣.文献中大部分研究集中在响应变量出现右删失的情况.回归模型中的协变量也可能出现右删失,但相关的研究并不多.本文研究协变量随机右删失时变系数模型的估计问题.我们利用逆概率加权方法直接对目标函数进行调整,而不是调整被删失的协变量,来处理数据的删失.所得估计的渐近性质得到严格证明.通过数值模拟和实例分析,可以看到本文所提方法具有很好的有限样本性质.

关键词：变系数模型局部线性估计随机右删失协变量渐近性质

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简单隅角平衡输运格式在辐射流体力学计算中的应用

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计算物理 2025年第3期 288-298页

作者：李双贵杨容北京应用物理与计算数学研究所

将简单隅角平衡(SCB)格式应用于惯性约束聚变(ICF)辐射流体力学数值模拟，实现对辐射输运方程的离散求解，重点讨论辐射输运与物质能量方程组在空间上的两种耦合实现形式：子网格-网格(subcell-cell)的松耦合方式和全子网格(subcell-sub... 详细信息

将简单隅角平衡(SCB)格式应用于惯性约束聚变(ICF)辐射流体力学数值模拟，实现对辐射输运方程的离散求解，重点讨论辐射输运与物质能量方程组在空间上的两种耦合实现形式：子网格-网格(subcell-cell)的松耦合方式和全子网格(subcell-subcell)的紧耦合方式。数值结果表明：subcell-cell松耦合方式的数值结果严重依赖于网格的光学厚度，仅适用于光性薄网格的辐射传输计算，而采用subcell-subcell的紧耦合方式，网格剖分不受辐射自由程的限制，只需分辨物理量的梯度变化，能同时兼顾光性薄和光性厚网格辐射传输计算。

关键词：辐射输运简单隅角平衡渐近扩散性质辐射流体力学算子分裂方法

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几类典型应用的代数多重网格算法并行可扩展瓶颈分析

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计算物理 2024年第4期41卷 403-417页

作者：毛润彰杜皓田鸿运黄思路张鹏徐小文中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 南京大学匡亚明学院江苏南京210023 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

对于大规模稀疏线性代数方程组,代数多重网格(AMG)是具有最优计算复杂度的求解算法,但由于其算法流程复杂,导致难以取得理想的并行可扩展性能,难以定位和分析其并行可扩展瓶颈。通过分析AMG算法的性能骨架和通信模式,归纳了三类可扩展... 详细信息

对于大规模稀疏线性代数方程组,代数多重网格(AMG)是具有最优计算复杂度的求解算法,但由于其算法流程复杂,导致难以取得理想的并行可扩展性能,难以定位和分析其并行可扩展瓶颈。通过分析AMG算法的性能骨架和通信模式,归纳了三类可扩展性能瓶颈,并引入稀疏矩阵通信域的概念来刻画稀疏模式对并行通信性能的影响。针对辐射流体力学、结构力学、航空发动机三类实际应用的6个具有不同稀疏模式特征的典型算例,实现了多粒度并行可扩展性能瓶颈的定位与分析,总结了未来AMG并行性能优化方向。

关键词：代数多重网格并行预条件算法并行可扩展性性能分析性能瓶颈

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非理想氢原子束真空环境长程传输模拟研究

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强激光与粒子束 2022年第12期34卷 113-118页

作者：石俊杰郝建红张芳赵强范杰清沈硕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

模拟研究了非理想氢原子束在真空环境下的长程传输效应。根据中性化程度的不同,将非理想束分为欠中性束和过中性束。通过建立束流传输的准电磁模型,研究了束流密度、中性化因子、空间磁场和弹性散射等因素对非理想氢原子束的影响。结果... 详细信息

模拟研究了非理想氢原子束在真空环境下的长程传输效应。根据中性化程度的不同,将非理想束分为欠中性束和过中性束。通过建立束流传输的准电磁模型,研究了束流密度、中性化因子、空间磁场和弹性散射等因素对非理想氢原子束的影响。结果表明:对于欠中性束,负氢离子的存在对氢原子的传输几乎没有影响,因此欠中性束的发射装置可以考虑去除偏置磁场,以减小设备体积和质量;对于过中性束,束流损失率与束流密度和中性化因子有关,即束流密度越大,束流损失越大;中性化因子越高,束流损失就越高;而无论是欠中性束还是过中性束,空间磁场和粒子间的弹性散射对其传输都没有影响。

关键词：非理想束长程传输束流密度中性化因子束流损失率

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一种基于双前沿推进的边界层网格生成算法

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计算力学学报 2022年第1期39卷 42-48页

作者：刘田田董庆利杨洋冷珏琳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

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几... 详细信息

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几何特征以保证边界层网格的质量。双前沿推进思想同时适用于多块结构网格和混合网格的边界层网格生成。多个模型网格实例验证了算法的有效性。

关键词：边界层网格双前沿推进自动生成多块结构网格混合网格

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二维球坐标系中子输运方程的一种并行SN算法

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计算物理 2022年第2期39卷 143-152页

作者：蔡颖张存波刘旭范征锋刘元元徐小文张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京100094 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 北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法,提出基于(单元,方向)二元组的有向图模型,在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上,设计粒度可控多级并行SN算法。其中,采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度,提... 详细信息

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法,提出基于(单元,方向)二元组的有向图模型,在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上,设计粒度可控多级并行SN算法。其中,采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度,提出能群流水并行方法,并通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明:该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。在某国产并行机1920核上,对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题,获得了71%的并行效率。

关键词：中子输运方程源迭代SN算法有向图并行算法

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