检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2022年第6期34卷 19-21页

作者：龚韬陈朝鑫李志超郝亮赵航蒋小华潘凯强李琦李三伟杨冬王峰杨家敏赵宗清张保汉中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超... 详细信息

在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超热相干汤姆逊散射(STS)光谱。通过对STS光谱和背向SBS光谱进行联合分析,揭示了SBS的时空演化过程。

关键词：汤姆逊散射超热相干受激布里渊散射惯性约束聚变

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金属微层裂模拟中的抗拉伸不稳定人为应力方法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第2期52卷 65-75页

作者：刘军曹衍闯熊俊王裴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

金属微层裂是金属在熔化状态下近表面物质的一种拉伸破坏现象,由于该问题的复杂性,一直以来模拟与实验的定量化对比存在难度.本文使用有限元方法模拟了爆轰冲击金属锡微层裂现象,发现微层裂区的模拟出现非物理现象,从而导致自由面速度... 详细信息

金属微层裂是金属在熔化状态下近表面物质的一种拉伸破坏现象,由于该问题的复杂性,一直以来模拟与实验的定量化对比存在难度.本文使用有限元方法模拟了爆轰冲击金属锡微层裂现象,发现微层裂区的模拟出现非物理现象,从而导致自由面速度和微层裂区密度分布均难以比对实验自由面DPS测速及X光结果.针对有限元模拟中出现的微层裂区密度、速度不连续等非物理现象,本文提出了一种抗拉伸不稳定人为应力方法.引入抗拉伸不稳定人为应力后的模拟结果表明:金属微层裂区密度、速度连续性有极大改善,自由面网格脱离现象得到有效抑制,在密度分布及自由面速度上均能够与实验较好符合.通过定量化对比分析认为,虽然抗拉伸不稳定人为应力是并不真实存在的虚假应力,但其作用于金属微层裂稀疏区能够达到稳定计算、减弱或消除非物理现象的作用,具有作用范围限定强、幅值小、不影响原格式守恒性等特点.本文研究突破了金属微层裂模拟与实验难以定量对比的瓶颈问题,为金属微层裂动力学规律分析及物理模型研究提供了重要的模拟技术支撑.

关键词：人为应力拉伸不稳定微层裂有限元方法

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一类非线性Schr?dinger-KdV微扰系统的初值问题

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物理学报 2023年第10期 8-14页

作者：裴一潼王锦坤郭柏灵刘伍明南京航空航天大学数学学院中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京应用物理与计算数学研究所

Korteweg-de Vries(KdV)方程是一种数学模型,用于描述色散介质中长波的传播.而非线性薛定谔(NLS)方程模拟了由短色散波组成的窄带宽波包的动态,它是描述许多物理系统的有用模型,包括玻色-爱因斯坦凝聚、光纤和水波等.将KdV和NLS方程耦... 详细信息

Korteweg-de Vries(KdV)方程是一种数学模型,用于描述色散介质中长波的传播.而非线性薛定谔(NLS)方程模拟了由短色散波组成的窄带宽波包的动态,它是描述许多物理系统的有用模型,包括玻色-爱因斯坦凝聚、光纤和水波等.将KdV和NLS方程耦合起来的系统可以模拟长波和短波的相互作用.这个系统在物理和数学上很有吸引力,它结合了两个模型的优点.KdV方程描述的长波可以影响NLS方程描述的短波的行为,而短波反过来也可以影响长波的行为.这样一个耦合系统在过去的几十年中得到了广泛的研究,并为许多物理系统带来了重要的影响.本文在Bernard等工作(Bernard D,Nghiem V N,Benjamin L S2016 ***.A:***.49 415501)的基础上考虑了KdV非线性Schr?dinger微扰系统柯西问题局部解的存在性,并给出了解的存在空间.

关键词：非线性Schr?dinger-KdV系统柯西问题局部解

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含反射层的深次临界系统k-α迭代计算方法研究

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原子能科学技术 2021年第S1期55卷 52-58页

作者：张华阳衷斌沈华韵李金鸿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

瞬发中子时间常数α本征值能定量描述核装置内中子的时间渐进行为,对动态实验研究具有重要价值。k-α迭代法是常用的α本征值计算方法,但在含反射层或慢化剂的深次临界系统经中常计算失败。本文分析k-α迭代法在含反射层的深次临界系统... 详细信息

瞬发中子时间常数α本征值能定量描述核装置内中子的时间渐进行为,对动态实验研究具有重要价值。k-α迭代法是常用的α本征值计算方法,但在含反射层或慢化剂的深次临界系统经中常计算失败。本文分析k-α迭代法在含反射层的深次临界系统中计算失败的原因,针对性地发展了一种低能中子预处理方法,一定程度上解决了含反射层的深次临界系统k-α迭代法计算失败的问题,拓宽了k-α迭代法使用范围。低能中子预处理方法通过减方差技巧调整权重,对低权重低能中子进行赌分裂,对高权重低能中子进行分裂。基于现有中子光子输运蒙特卡罗模拟程序NPTS,采用改进的k-α迭代法开发了α本征值的计算功能。数值结果显示,本文在NPTS程序上开发的α本征值计算结果与MCNP4C结果在不确定度范围内一致,样本数方差更小。针对k-α迭代法在含有反射层的深次临界系统中计算困难的问题,通过与脉冲衰减法直接拟合的α本征值对比,验证了改进k-α迭代法的有效性和准确性。

关键词： α本征值 k-α迭代中子输运次临界系统

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岩石界面的动态剪切扩散行为

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爆炸与冲击 2024年第8期44卷 44-59页

作者：陈美多张祥林袁良柱赵巨岩王鹏飞马昊徐松林中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230027 北京航天长征飞行器研究所北京100076 试验物理与计算数学国家重点实验室北京100076

动载荷下剪切失稳控制的扩散行为是岩石局部大变形发展和宏观力学性能劣化的诱因。基于广义变分原理建立剪切载荷作用下界面动态失稳的力学模型,得到了关于界面失稳的判别式和扩散方程。基于判别方程得到了剪切力和动力效应对失稳界面... 详细信息

动载荷下剪切失稳控制的扩散行为是岩石局部大变形发展和宏观力学性能劣化的诱因。基于广义变分原理建立剪切载荷作用下界面动态失稳的力学模型,得到了关于界面失稳的判别式和扩散方程。基于判别方程得到了剪切力和动力效应对失稳界面角度的影响,结果表明:随着外部剪切作用力的增大,剪切变形带角度有一定程度的增大;随着局部动力系数的增大,即局部惯性作用力的增大,剪切带角度明显减小。结合本征位移求解扩散方程,初步得到其位移解析表达式,位移随加载时间的增加逐渐增大。为了验证理论模型的可靠性,并进一步研究界面失稳的变形行为和对波传播的影响,建立了数值分析模型。分析结果表明:界面失稳为局部剪切破坏滑移的先导条件;界面厚度和剪切力越大,局部位移越大;界面剪切扩散行为极大降低了透射波的幅值,同时也改变了透射波的频率。研究结果可为岩石局部化变形、岩石动态强度等研究提供理论参考。

关键词：岩石界面有限变形剪切局部化惯性效应动态失稳

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弱导电薄层介质材料电磁耦合等效计算方法研究

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强激光与粒子束 2024年第4期36卷 187-194页

作者：鲍献丰李瀚宇周海京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 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900

面向核电磁脉冲等强电磁环境下复合材料壳体平台的电磁环境效应分析需求,根据Maxwell-Ampere定理的积分形式,分析得到了时域有限差分方法在处理弱导电薄层介质材料参数时的等效计算方法,即当介质等效波长远大于模型厚度时,可将薄层模型... 详细信息

面向核电磁脉冲等强电磁环境下复合材料壳体平台的电磁环境效应分析需求,根据Maxwell-Ampere定理的积分形式,分析得到了时域有限差分方法在处理弱导电薄层介质材料参数时的等效计算方法,即当介质等效波长远大于模型厚度时,可将薄层模型适当增厚,同时等比例减小其电导率,参数等效前后模型的电磁耦合特性基本相同。该方法通过等效增厚薄层材料从而实现增大空间离散步长,减少网格量的目的,不需要改变传统时域有限差分方法的时间步进格式,不会破坏计算的稳定性。无限大有耗介质薄板、薄层球体、含薄层壳体无人机电磁耦合等算例表明,在包含毫米级厚度弱导电介质薄层壳体平台的核电磁脉冲耦合模拟中,该方法具有较好的适用性。

关键词：弱导电介质薄层材料时域有限差分方法电磁耦合等效计算

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颅脑爆炸伤数值模拟研究进展:建模、力学机制及防护

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爆炸与冲击 2023年第6期43卷 1-36页

作者：康越马天黄献聪庄茁柳占立曾繁黄超军事科学院系统工程研究院北京100010 清华大学航天航空学院北京100084 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

爆炸致创伤性脑损伤是现代战争和爆炸事故中最常见的伤亡之一。近年来由爆炸波引起的轻度原发性颅脑冲击伤在士兵伤患中占大多数,引起了研究人员重视。由于伦理和技术方面的限制,人体爆炸实验难以开展,数值模拟已经成为研究颅脑爆炸伤... 详细信息

爆炸致创伤性脑损伤是现代战争和爆炸事故中最常见的伤亡之一。近年来由爆炸波引起的轻度原发性颅脑冲击伤在士兵伤患中占大多数,引起了研究人员重视。由于伦理和技术方面的限制,人体爆炸实验难以开展,数值模拟已经成为研究颅脑爆炸伤的重要手段之一。合理的物理建模结合可靠的模型和参数,能够定量给出爆炸冲击波作用下人体头部和大脑的生物力学响应,揭示大脑损伤的力学机制,这些对于认识颅脑爆炸伤的生物力学特性以及单兵防护装备的设计和优化都具有重要的意义。本文旨在为研究人员提供有关原发性颅脑爆炸伤数值模拟方面研究现状的背景信息,以及在计算建模、力学机制和防护3个方面的进展。重点针对大脑的多尺度性质及颅脑爆炸伤的生物力学建模,介绍了脑组织的线弹性、超弹性和黏超弹性本构模型,人头有限元模型在大脑结构、网格尺寸等方面的发展和演化,以及颅脑爆炸伤的宏观、介观和多尺度建模和数值模拟方法。针对颅脑爆炸伤的波传播直接作用、脑血管系统的影响,以及全身响应的连续过程,分析和讨论了数值模拟得到的力学机制证据。介绍了颅脑爆炸伤防护策略的数值模拟研究进展,如提高头部封闭性的重要性、新结构和新材料的应用。最后,对当前颅脑爆炸伤的数值模拟研究和应用进行了总结,并确定了未来需要发展和改进的地方。

关键词：创伤性脑损伤冲击波建模致伤机制防护

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铝粉尘爆轰的反应模型

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爆炸与冲击 2021年第8期41卷 1-11页

作者：岳军政洪滔吴先前黄晨光中国科学院力学研究所北京100190 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

铝粉反应模型是对悬浮铝粉尘气-固两相爆轰进行数值模拟研究的关键。通过考虑铝粉燃烧产物氧化铝(Al2O3)在高温下的分解吸热反应,改进了铝粉的扩散燃烧模型。将该模型嵌入到三维的气-固两相爆轰数值计算程序中,分别对铝粉/空气混合物以... 详细信息

铝粉反应模型是对悬浮铝粉尘气-固两相爆轰进行数值模拟研究的关键。通过考虑铝粉燃烧产物氧化铝(Al2O3)在高温下的分解吸热反应,改进了铝粉的扩散燃烧模型。将该模型嵌入到三维的气-固两相爆轰数值计算程序中,分别对铝粉/空气混合物以及铝粉/氧气混合物的爆轰进行了数值模拟,计算得到的稳定爆轰波速度与实验结果、文献值均吻合较好,误差小于5.5%,表明改进的铝粉反应模型适用于不同氧化气体氛围中铝粉尘爆轰的模拟计算。此外,对两相爆轰参数及爆轰流场的物理量分布进行分析,获得了铝粉反应模型对爆轰波结构的影响规律。

关键词：铝粉尘反应模型两相爆轰逆反应

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求解压力Poisson方程的混合粗化代数多重网格算法

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计算物理 2023年第5期40卷 527-534页

作者：胡少亮许开龙徐然刘再刚徐小文安恒斌范荣红汪振宇王伟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四川绵阳621900

针对复杂流动中Navier-Stokes(N-S)方程SIMPLE算法导出的压力Poisson(泊松)离散线性系统,提出一类基于混合粗化的代数多重网格(AMG)算法。该算法采用一类非光滑聚类粗化和经典C/F粗化结合的方式构造网格层次结构,希望在不影响收敛性的... 详细信息

针对复杂流动中Navier-Stokes(N-S)方程SIMPLE算法导出的压力Poisson(泊松)离散线性系统,提出一类基于混合粗化的代数多重网格(AMG)算法。该算法采用一类非光滑聚类粗化和经典C/F粗化结合的方式构造网格层次结构,希望在不影响收敛性的情况下,减少AMG算法的启动开销。通过航空发动机燃烧室复杂流动数值模拟应用验证了该算法的有效性。结果表明:对于典型算例,相对于经典AMG算法,该算法可以获得78%的加速。

关键词：不可压N-S方程 Poisson方程线性解法器预条件迭代代数多重网格

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磁绝缘线振荡器中模式竞争的物理分析和数值模拟

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物理学报 2020年第19期69卷 315-323页

作者：杨温渊董烨孙会芳董志伟北京应用物理与计算数学研究所北京100094

作为一种紧凑型高功率微波器件,磁绝缘线振荡器在起振过程中容易出现模式竞争现象,如果不能对其进行有效抑制,可能导致器件的最终输出性能下降.由于磁绝缘线振荡器中波束互作用区通常采用同轴盘荷波导作为其慢波结构,因此本文从同轴盘... 详细信息

作为一种紧凑型高功率微波器件,磁绝缘线振荡器在起振过程中容易出现模式竞争现象,如果不能对其进行有效抑制,可能导致器件的最终输出性能下降.由于磁绝缘线振荡器中波束互作用区通常采用同轴盘荷波导作为其慢波结构,因此本文从同轴盘荷波导中几个可能被相对论电子束激发的低阶本征模与电子束之间的色散关系入手,分析了三种类型的模式竞争的特点、产生的可能原因以及削弱方法.基于以上分析,给出了一种高功率紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的物理模型,并利用全电磁三维粒子程序对其进行了冷腔和热腔的数值模拟.结果表明,由于结构不完全对称和电子发射可能存在一定的非均匀性,器件运行初期互作用区有竞争模式HEM11模出现,与理论分析一致;起振一小段时间后(10 ns左右),互作用区基模增长加快,高阶模被抑制.进一步优化后器件在基模获得了高效率和高功率微波输出,饱和时输出功率约为8.1 GW,输出效率达到了18%,模式纯度约为97%.本文研究结果可为磁绝缘线振荡器运行过程中出现的竞争模式的识别和输出性能优化提供理论参考和依据.

关键词：磁绝缘线振荡器模式竞争数值模拟

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