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推进技术 2024年第1期45卷 165-173页

作者：靳一超吴坤陆阳范学军北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

再生冷却通道中的流动失稳是高超声速飞行器发动机热防护技术中的核心问题之一。为研究超临界碳氢燃料在冷却通道中的流动不稳定特性,基于有限体积法及流体物性近似,发展了高效的一维瞬态模拟方法;同时,基于小扰动假设,进一步提出了用... 详细信息

再生冷却通道中的流动失稳是高超声速飞行器发动机热防护技术中的核心问题之一。为研究超临界碳氢燃料在冷却通道中的流动不稳定特性,基于有限体积法及流体物性近似,发展了高效的一维瞬态模拟方法;同时,基于小扰动假设,进一步提出了用于预测稳定行为的频域分析方法。通过相关实验,验证了模型的可靠性。基于时域和频域方法的综合分析,沿内特征曲线讨论了主要失稳类型,重点分析了受密度波及Ledinegg不稳定共同影响的复合不稳定性。随后,进一步分析了工作压力和入口温度对稳定特性的耦合影响,并基于N_(tpc)-N_(spc)空间划分了稳定区域。研究发现,复合不稳定、Ledinegg不稳定以及密度波不稳定,随入口温度升高而相继消失。Ledinegg不稳定及密度波不稳定的稳定边界在N_(tpc)-N_(spc)空间具有高度相似性,而复合不稳定性的区域在较高的压力下略有缩小。

关键词：再生冷却热防护碳氢燃料超临界流体流动不稳定瞬态模拟频域分析

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基于鲁棒损失函数的标签有噪信号调制方式识别

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计算物理 2022年第4期39卷 386-394页

作者：王晓波尹俊平徐岩北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京科技大学信息与计算科学系北京100083

针对现实信号调制方式标注易发生错误,即训练数据集中信号调制方式标签存在噪声情形,我们选取l模损失函数及其推广形式作为对标签噪声具有鲁棒性的损失函数,结合深度卷积神经网络优良的自动特征提取能力,提出一种针对信号调制方式存在... 详细信息

针对现实信号调制方式标注易发生错误,即训练数据集中信号调制方式标签存在噪声情形,我们选取l模损失函数及其推广形式作为对标签噪声具有鲁棒性的损失函数,结合深度卷积神经网络优良的自动特征提取能力,提出一种针对信号调制方式存在误判噪声的深度学习算法。该算法在训练数据集合标签噪声率达50%情形下,对信号调制方式的识别准确率依然保持较高水平。相反,对于采用通常的交叉熵作为损失函数的深度卷积神经网络,其已无法对信号调制方式进行分类识别。在公开的数据集上的数值实验表明,所提算法对于标签有噪信号调制方式识别具有较强的鲁棒性。

关键词： l1模损失函数 q损失函数信号调制有噪标签信号识别

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一种混合腔锁模激光振荡器及其输出激光的方法

一种混合腔锁模激光振荡器及其输出激光的方法

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作者：刘勤勇刘晓萌 100094 北京市海淀区丰豪东路2号

本发明涉及一种混合腔锁模激光振荡器及其输出激光的方法，该激光振荡器包括：激光晶体位于凹柱面与凸柱面反射镜之间；平面反射镜接收由激光晶体散射的光，半导体饱和吸收镜接收平面反射镜的光；匹配透镜在半导体饱和吸收镜与平面反射... 详细信息

标准号: CN106532420B

本发明涉及一种混合腔锁模激光振荡器及其输出激光的方法，该激光振荡器包括：激光晶体位于凹柱面与凸柱面反射镜之间；平面反射镜接收由激光晶体散射的光，半导体饱和吸收镜接收平面反射镜的光；匹配透镜在半导体饱和吸收镜与平面反射镜之间；泵浦光形成光斑，透过凹柱面反射镜后从凸柱面反射镜一侧输出,还包括一种输出激光的方法，该方法包括：当调腔时，遮挡半导体饱和吸收镜，第二非稳腔处于稳定状态，激光输出从凸柱面反射镜输出。通过本发明在水平方向使用非稳腔结构，此方向的光束质量为近衍射极限输出，在竖直方向仍然是稳腔结构，腔内模场面积增加，同样功率水平下腔内光强减弱，保持光束质量的前提下，产生更高的输出功率。

关键词：反射镜饱和吸收镜凸柱面输出半导体平面反射镜激光晶体输出激光非稳腔凹柱面反射镜激光振荡器光斑功率水平光强减弱接收平面面积增加匹配透镜输出功率锁模激光衍射极限凹柱面泵浦光混合腔振荡器散射腔内竖直稳腔下腔遮挡激光

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旋转浅水方程组的多尺度渐近极限

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 651-666页

作者：琚强昌王佳玮徐鑫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京100193 中国海洋大学数学科学学院青岛266100

本文数学上严格证明在周期区域具有非平衡初值旋转浅水方程组的多尺度渐近极限;利用快平均方法证明当Rossby数和Froude数趋向0时,多尺度旋转浅水方程组的解收敛到长波准地转方程组的解,扩展了经典的准地转理论.

关键词：旋转浅水方程组多尺度渐近极限长波准地转方程组

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氮气火花开关击穿机制的理论和数值研究

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物理学报 2021年第1期70卷 319-328页

作者：孙强周前红宋萌萌杨薇董烨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研究生院北京100088

三电极气体火花开关带有触发极,相比两电极开关,其开关导通的可控性较高,工作电压较低且抖动小,所以气体火花开关中三电极开关的应用较为广泛.本文针对大气压氮气环境下的两电极开关和三电极开关的击穿机制进行了理论与数值模拟研究.通... 详细信息

三电极气体火花开关带有触发极,相比两电极开关,其开关导通的可控性较高,工作电压较低且抖动小,所以气体火花开关中三电极开关的应用较为广泛.本文针对大气压氮气环境下的两电极开关和三电极开关的击穿机制进行了理论与数值模拟研究.通过理论和数值计算发现,对于平板-平板的两电极开关来说,低电压下(小于6.3 kV)无法产生流注击穿,高电压下(大于6.3 kV)会先形成由阴极到阳极的负流注,然后再形成由阳极向阴极的正流注.而在三电极开关的击穿过程中,首先会在触发极和绝缘体之间发生击穿,然后这个通道不断向阴阳极扩展,最终形成阴阳极之间的电弧通道.在本文的计算工况下,如果需要阴极-触发极、阳极-触发极同时击穿的话,其阴极-触发极之间的外加电压需要大于1.18 kV,而阳极-触发极之间的外加电压需要大于3 kV.当考虑触发极的场致发射后,该击穿阈值可以显著降低.

关键词：气体火花开关流注击穿触发极氮气

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电四极跃迁对电子束离子阱等离子体中离子能级布居的影响

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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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N_(2)^(+)分子离子X^(2)Σ_(g)^(+),A^(2)Πu和B^(2)Σ_(u)^(+)态的不透明度

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物理学报 2022年第19期71卷 65-73页

作者：陈晨赵国鹏祁月盈吴勇王建国复旦大学现代物理研究所上海200433 嘉兴学院数据科学学院嘉兴314001 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 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

本文采用考虑了Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI)方法,计算了N_(2)^(+)体系的X^(2)∑_(g)^(+),A^(2)Π和B^(2)∑_(u)^(+)电子态的势能曲线、光谱常数和偶极跃迁矩阵元.根据计算的分子结构数据,给出了配分函数,并模拟了... 详细信息

本文采用考虑了Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI)方法,计算了N_(2)^(+)体系的X^(2)∑_(g)^(+),A^(2)Π和B^(2)∑_(u)^(+)电子态的势能曲线、光谱常数和偶极跃迁矩阵元.根据计算的分子结构数据,给出了配分函数,并模拟了压强在100 atm(1 atm=1×10^(5)Pa)的条件下,温度分别为295,500,1000,2000,2500,5000和10000 K的不透明度.结果表明,由于激发态的布居数随着温度的升高逐渐增多,不透明度分布的波长范围逐渐增大,并且不同谱带的分界线也逐渐变得模糊.本工作中计算的N^(+)分子离子不透明度,还在相同压强和温度条件下与其中性分子不透明度进行了对比,发现无论是波长分布范围还是峰值结构都存在显著差异.本工作系统分析了温度效应对氮气分子离子不透明度的影响,可以为天体物理领域提供理论和数据支持.

关键词：氮气分子离子光谱常数不透明度

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弹塑性固体与可压缩流体耦合问题的守恒型数值算法

弹塑性固体与可压缩流体耦合问题的守恒型数值算法

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：李翔马东军王裴北京应用物理与计算数学研究所

工程物理研究中经常出现极端条件下的弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题。本文基于上述问题和工况,发展了一种质量守恒型流固耦合算法。该算法基于Coupled Lagrangian-Eulerian(CEL)框架,固体部分采用拉式有限元方法,流体部分采用欧式方... 详细信息

工程物理研究中经常出现极端条件下的弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题。本文基于上述问题和工况,发展了一种质量守恒型流固耦合算法。该算法基于Coupled Lagrangian-Eulerian(CEL)框架,固体部分采用拉式有限元方法,流体部分采用欧式方法,流固耦合算法为交替Schwartz迭代。为保证模拟过程中的流体区域质量守恒,欧拉模拟采用切割网格(Cut-Cell)方法。工程计算中,随着强激波与弹塑性固体的相互作用,流固分界面往往有着复杂的几何形状,而物理规律研究需求复杂分界面附近的精细流场刻画结果。因此,区别于经典的基于level-set方法的切割网格方法,本方法可精确追踪任意形状的流固分界面。为准确模拟激波与分界面的相互作用,流固界面上的通量等计算基于逐条边法向上的局部黎曼问题。另一方面,切割网格方法中小面积/小体积单元的引入可能导致数值计算不稳定,而极端高温高压工况放大了这一固有缺陷,对算法的稳定性保持提出了新的挑战。本文通过采用守恒物理量耦合,守恒物理量融合及边界物理量找回等一系列方法,使得算法在极端工况下仍能保持稳定。切割网格方法的空间离散基于维度分裂框架。理论分析证明,该算法可以严格保持计算中的质量守恒性。一系列测试问题的数值计算结果表明,该算法可以高效、精确计算弹塑性固体与可压缩流体的耦合问题,且气区质量相对误差可以始终保持在机器精度附近。

关键词：弹塑性流流固耦合切割网格方法质量守恒

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面向激光交战的通用仿真平台

面向激光交战的通用仿真平台

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第三十六届中国仿真大会

作者：谢晓钢张飞舟张玉双罗文苏华北京应用物理与计算数学研究所

在激光交战仿真研究中,存在对多种类型的激光系统与多种目标进行交战仿真的需求。对自主研发的激光系统组件化仿真平台EasyLaser进行功能升级,改造平台架构和仿真引擎,新增交战想定编辑、态势显示、结果评估、仿真推演等模块,基于组件... 详细信息

在激光交战仿真研究中,存在对多种类型的激光系统与多种目标进行交战仿真的需求。对自主研发的激光系统组件化仿真平台EasyLaser进行功能升级,改造平台架构和仿真引擎,新增交战想定编辑、态势显示、结果评估、仿真推演等模块,基于组件化建模规范设计并研制激光交战级仿真模型组件库,使其具备多平台多目标的激光交战仿真能力。通过仿真示例表明,升级后的仿真平台在进行激光交战仿真评估时,具备灵活搭建想定、快速仿真运行、直观可视化结果的特点。

关键词：激光交战组件化仿真仿真平台想定编辑 EasyLaser

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通用五方程模型的一种满足物理约束的界面压缩方法

通用五方程模型的一种满足物理约束的界面压缩方法

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：何志伟北京应用物理与计算数学研究所

我们新提出的通用五方程模型是一个包含分配系数的模型框架。这个框架可以复现文献已有的两个五方程模型,还可以给出一些新的五方程模型,从而解决文献已有的两个模型存在的问题。但是上述模型在应用到可压缩多介质流动问题的数值模拟中... 详细信息

我们新提出的通用五方程模型是一个包含分配系数的模型框架。这个框架可以复现文献已有的两个五方程模型,还可以给出一些新的五方程模型,从而解决文献已有的两个模型存在的问题。但是上述模型在应用到可压缩多介质流动问题的数值模拟中时,仍然会遇到界面弥散变宽问题(数值耗散导致界面被抹平)。本文基于通用五方程模型框架,理论上推导了保持界面不可溶性质的一般性物理约束。在此工作的基础上,我们设计了一种满足物理约束的界面压缩方案,并结合前期提出的锐利度自适应格式,具体构造了一种界面压缩方法。数值界面表明:新提出的满足物理约束的界面压缩方法可以显著提升界面模拟的分辨率,有效减轻/控制了界面的弥散变宽。此外,新方法不但严格守恒,还能有效降低绝对误差,提升收敛精度。

关键词：通用五方程模型物理约束不可溶条件界面压缩

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