检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2024年第5期41卷 619-629页

作者：刘杏康陈星玎余云龙北京工商大学数学与统计学院应用统计系北京100048 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

基于几何型扩展有限元离散,研究含静态裂缝线弹性问题的高效压缩预条件算法。不仅构造适用于含裂缝线弹性问题的压缩子空间矩阵,而且给出压缩点的选点原则。为进一步提高计算效率,将该压缩技巧以乘性的方式与“裂尖型”区域分解预条件... 详细信息

基于几何型扩展有限元离散,研究含静态裂缝线弹性问题的高效压缩预条件算法。不仅构造适用于含裂缝线弹性问题的压缩子空间矩阵,而且给出压缩点的选点原则。为进一步提高计算效率,将该压缩技巧以乘性的方式与“裂尖型”区域分解预条件子相结合,提出一类高效的自适应压缩预条件共轭梯度算法,该算法能同时消去迭代求解中的高频误差和低频误差,数值实验验证了算法的有效性。

关键词：扩展有限元方法压缩技巧区域分解预条件子静态裂缝问题

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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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二维片状相对论电子束到靶规律研究

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强激光与粒子束 2024年第4期36卷 227-232页

作者：高磊郝建红张芳赵强范杰清薛碧曦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

相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标,但实际情况中由于受环境的影响,相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差,因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动,影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片... 详细信息

相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标,但实际情况中由于受环境的影响,相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差,因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动,影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片状相对论电子束,分别对相对论电子束顺磁和偏离磁场3°角两种传输情况进行仿真模拟,通过模拟束团的传输过程,分析研究了顺磁环境下不同传输距离束团到靶率的变化规律,以及偏离磁场3°角时传输过程中注量率的变化规律,为相对论电子束到靶率的预估和靶目标的瞄准提供数据参考。

关键词：相对论电子束到靶率注量率回转点拉莫尔进动

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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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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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基于NPTS的低能光子/电子耦合输运模拟功能的开发

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计算物理 2024年

作者：穆子承张华阳衷斌傅学东北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院研究生院

本文从低能光子/电子输运理论出发，基于ENDF/B-VI.8数据库中的低能光子/电子输运相关数据，从亚壳层角度模拟了光电效应过程，并考虑了原子弛豫物理过程，同时添加了发生原子弛豫亚壳层抽样过程，进一步完善了低能光子输运蒙特卡罗模... 详细信息

本文从低能光子/电子输运理论出发，基于ENDF/B-VI.8数据库中的低能光子/电子输运相关数据，从亚壳层角度模拟了光电效应过程，并考虑了原子弛豫物理过程，同时添加了发生原子弛豫亚壳层抽样过程，进一步完善了低能光子输运蒙特卡罗模拟过程。针对低能电子采用单事件输运模拟方法，添加了激发、弹性散射、电离、轫致辐射四种相互作用过程，将NPTS程序光子/电子耦合输运模拟能量范围下限从1keV拓展至15eV以下。通过与JMCT程序进行典型模型的通量能谱和空间分布谱对比对NPTS程序进行正确性考核，基于3σ原则进行偏差检验。检验结果表明NPTS程序的计算结果与JMCT程序在不确定度范围内一致，验证了NPTS程序低能光子/电子耦合输运模拟功能的正确性。

关键词：光子/电子输运原子弛豫单事件方法蒙特卡罗模拟

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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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舰船舱室的早期伽马辐射屏蔽特性

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强激光与粒子束 2024年第4期36卷 207-214页

作者：柴辰睿郝建红张芳赵强范杰清董志伟薛碧曦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

利用蒙特卡罗方法对早期核辐射场景下的舰船舱室屏蔽特性进行研究。使用早期伽马辐射作为辐射源,测定了舰船主体常用的HSLA-80、5456Al及FDCL-3B三种材料的质量衰减系数,并根据舰船的几何结构建立了模拟舱室模型,采用高斯展宽方法对探... 详细信息

利用蒙特卡罗方法对早期核辐射场景下的舰船舱室屏蔽特性进行研究。使用早期伽马辐射作为辐射源,测定了舰船主体常用的HSLA-80、5456Al及FDCL-3B三种材料的质量衰减系数,并根据舰船的几何结构建立了模拟舱室模型,采用高斯展宽方法对探测器的能谱拟合处理,得到了伽马辐射下舱室内部NaI探测器的吸收能谱,并与文献中的实验结果进行了对比,验证了计算模型和计算结果的可靠性。在此基础上,以伽马防护系数为评价指标,考虑放射性同位素(单能点源)和早期伽马辐射(具有能量分布的面源)两种场景,计算分析了模拟舱室伽马辐射屏蔽的空间分布特性,结果表明:模拟舱室对不同放射性同位素的防护系数是不同的,最多可相差6.74倍(Cd-109与Cs-137);舱室不同位置的防护系数不同。舱室前端的伽马辐射剂量较大,而角落的伽马辐射剂量较小,相差35%;防护系数与伽马辐照的入射角度有关。与正入射相比,模拟舱室对斜45°入射的伽马辐射防护系数更高,可提升43%。

关键词：质量衰减系数船舶舱室伽马辐射伽马防护系数

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光子吸收剂量的蒙特卡罗计算方法研究

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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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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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