检索结果-内蒙古大学图书馆

Science China Mathematics 2024年

作者：郭柏灵汤厚志赵斌北京应用物理与计算数学研究所中国科学院数学与系统科学研究院

本文研究由流体动理学（fluid-kinetic）耦合模型通过渐近分析推导出的无压Euler-Navier-Stokes两相流系统的整体适定性及长时间行为. Euler方程中缺少压力项给密度ρ（t, x）的一致估计带来很大挑战.为了克服这个困难,本文采取的办法... 详细信息

本文研究由流体动理学（fluid-kinetic）耦合模型通过渐近分析推导出的无压Euler-Navier-Stokes两相流系统的整体适定性及长时间行为. Euler方程中缺少压力项给密度ρ（t, x）的一致估计带来很大挑战.为了克服这个困难,本文采取的办法是假设Navier-Stokes方程的初始扰动（n0-1, v0）属于某个负Sobolev空间H-s（R3）(s∈（1, 3/2）);然后利用能量法得到Euler方程中速度∥▽u∥H3的时间衰减率（1+t）-1+s/2,结合上述估计和特征线方法得到无压Euler方程密度的一致估计;最后,借助对∥▽u∥H3的时间衰减估计,本文建立该模型经典解的整体适定性.同时,本文证明解（u, n, v）在L2范数意义下以代数衰减率衰减到平衡状态（0, 1, 0）.

关键词：无压Euler-Navier-Stokes系统负Sobolev空间长时间行为

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基于流形上概率学习的PBX9502冲击起爆试验不确定度量化

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爆炸与冲击 2025年

作者：梁霄赵延菲王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院河南省科学院北京应用物理与计算数学研究所

样本容量稀疏和不确定度无法消除是制约多物理属性爆轰试验研究的障碍。流形上的概率学习(probability learning on manifold， PLoM)方法通过结合耗散映射与It?投影采样技术，生成满足爆轰机理的丰富样本，进而实现试验不确定度量化。... 详细信息

样本容量稀疏和不确定度无法消除是制约多物理属性爆轰试验研究的障碍。流形上的概率学习(probability learning on manifold， PLoM)方法通过结合耗散映射与It?投影采样技术，生成满足爆轰机理的丰富样本，进而实现试验不确定度量化。首先，对具有多物理属性的高能钝感炸药PBX9502的试验样本进行尺度变换。接着利用主成分分析对尺度矩阵规范化处理，构造训练集。然后，采用改进的多维Gauss核密度估计法，标定训练集对应的随机矩阵的概率测度。同时，利用耗散映射提取基于训练集的非线性流形。Wiener过程驱动的耗散Hamilton系统定义的It?-MCMC随机生成器用于在流形上采样。最后，使用逆变换导出学习集的样本。结果表明，PLoM生成的随机数的Gauss统计量与Los Alamos国家实验室(LANL)及孙承纬院士标定的PBX9502的密度的统计信息相吻合。此外，该方法成功导出爆轰距离和爆轰时间与冲击应力服从双对数模型关系，曲线拟合的精度与LANL的成果相当，成本可以忽略不计。PLoM通过对已有试验数据的学习与处理，获得更高精度的数字试验结果。PLoM方法泛化能力强，可推广到其他类型炸药的爆轰试验。

关键词：流形上的概率学习不确定度量化小样本爆轰试验不确定度

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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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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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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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MSV-Net:面向科学模拟面体混合数据的超分重建方法

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计算机科学与探索 2023年第6期17卷 1321-1328页

作者：曹斯铭王晓华王弘堃曹轶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京100088

高保真度的可视分析通常依赖大规模科学模拟产生的耦合几何模型的高分辨率网格数据,这对数据存储和流畅交互均提出了巨大挑战。提出了MSV-Net,一个面向大规模科学模拟面体混合数据的超分辨率重建方法。该网络为端到端的深度神经网络,通... 详细信息

高保真度的可视分析通常依赖大规模科学模拟产生的耦合几何模型的高分辨率网格数据,这对数据存储和流畅交互均提出了巨大挑战。提出了MSV-Net,一个面向大规模科学模拟面体混合数据的超分辨率重建方法。该网络为端到端的深度神经网络,通过多层非线性变换实现从低分辨数据到高分辨数据的混合绘制映射的联合学习;该网络舍弃了全连接层,不仅可以减少网络参数,而且能够提升网络的灵活性与可复用性。此外,构建了面向大规模电磁模拟应用的面体混合数据集MSV-Dataset,用于模型训练和验证。该数据集由采用不透明几何模型绘制耦合半透明体绘制的混合绘制的图像构成。与多种传统方法和深度学习方法进行了对比,定量分析结果显示,MOS绝对评价指标达到了4.1,重建准确率仅次于真实图像;基于混合数据绘制1500×1500分辨率的图像,采用直接绘制需要66.28 s,而采用MSV-Net则仅需要4.14 s,交互性能提升了约15倍。

关键词：科学数据可视化混合绘制大规模模拟超分辨率重建深度学习

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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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SEMD:一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具

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计算物理 2024年第1期41卷 52-63页

作者：张鹏张爱清莫则尧王景焘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 中国工程物理研究院四川绵阳621900

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进... 详细信息

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进行抽象,完全屏蔽底层硬件特征和性能优化实现,使得基于其编写的数值计算子程序能够自动实现跨平台性能可移植。典型算例测试结果显示:在X86、ARM、GPU三种不同架构的处理器上,SEMD的整体性能优化效果超过国际上的同类产品。此外,SEMD在结构、流体、电磁等领域实际数值模拟软件的研制中也得到了初步应用,支撑4款软件热点数值计算子程序平均性能提升164%.

关键词：跨平台自动性能优化性能可移植数值计算循环编程接口

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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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