检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2024年第5期44卷 48-53页

作者：张凤国王裴王言金胡建波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流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999

冲击波在靶板自由面反射导致靶板材料内部产生动态拉伸层裂损伤是材料的典型损伤破坏形式之一,材料的初始微结构、冲击加载的强度和应变率、温度等因素直接影响材料内部的损伤演化过程。靶板自由面速度曲线变化间接反映材料内部损伤的... 详细信息

冲击波在靶板自由面反射导致靶板材料内部产生动态拉伸层裂损伤是材料的典型损伤破坏形式之一,材料的初始微结构、冲击加载的强度和应变率、温度等因素直接影响材料内部的损伤演化过程。靶板自由面速度曲线变化间接反映材料内部损伤的演化过程,在层裂损伤物理模型研究方面,目前采用适宜的层裂损伤模型较好地模拟不同冲击加载波形下靶板自由面速度曲线的相关文献很少,主要借助实验手段探讨加载波形与自由面速度曲线变化以及层裂损伤演化过程之间的关联。对于孔洞增长层裂损伤模型,通过解析加载应变率与层裂强度以及损伤模型初始损伤参数之间的相互关系,给出了模型初始损伤参数的计算方法,有效地将损伤模型初始损伤参数与加载应变率关联在一起。该计算方法不仅可以较好地模拟方波、三角波以及泰勒波冲击加载铝材料层裂实验的自由面速度曲线,同时,计算得到的层裂强度和层裂片厚度也与实验结果符合。此外,还进一步分析了靶板内部不同位置的初始损伤、层裂强度的分布与应变率之间的关联,以及其对自由面速度曲线的影响。

关键词：冲击加载波形层裂损伤自由面速度数值分析

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面向电大多尺度模型的大规模并行对称半正定亚网格FDTD算法

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北京理工大学学报 2023年第6期43卷 649-656页

作者：陈晓洁鲍献丰李瀚宇张爱清周海京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

针对计算电磁学算法应用于实际工程问题时面临的计算模型电大尺寸多尺度瓶颈,基于自研的高性能并行计算框架JASMIN,通过提出融合h-自适应时间积分算法流程的对称半正定亚网格FDTD算法流程,实现了具备大规模并行能力的亚网格时域有限差分... 详细信息

针对计算电磁学算法应用于实际工程问题时面临的计算模型电大尺寸多尺度瓶颈,基于自研的高性能并行计算框架JASMIN,通过提出融合h-自适应时间积分算法流程的对称半正定亚网格FDTD算法流程,实现了具备大规模并行能力的亚网格时域有限差分(FDTD)算法.该算法保留了FDTD算法高并行可扩展性优势,同时可局部使用细化网格剖分电大尺寸模型精细结构部位,支持粗网格区域和细网格区域分别采用大时间步长和小时间步长进行迭代计算.算例表明,该方法在解决电大多尺度电磁模拟问题时,具有较强的并行可扩展性,同时能够保证数值计算结果的精度和稳定性,与传统的FDTD算法相比,可显著降低内存需求,提高计算效率.

关键词：电大多尺度模型对称半正定亚网格FDTD算法大规模并行

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基于蒙特卡罗程序JMCT模拟计算堆芯物理基准题VERA

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原子能科学技术 2023年第6期57卷 1131-1139页

作者：刘鹏史敦福李瑞付元光邓力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京100088

JMCT是基于蒙特卡罗方法的中子输运程序,具有几何建模精细、截面数据准确、物理过程真实等特点,计算结果具有更高的精度。通过开发临界硼浓度搜索、输运-热工-燃耗耦合功能模块,使JMCT具备了堆芯物理计算功能。本文利用JMCT程序对CASL... 详细信息

JMCT是基于蒙特卡罗方法的中子输运程序,具有几何建模精细、截面数据准确、物理过程真实等特点,计算结果具有更高的精度。通过开发临界硼浓度搜索、输运-热工-燃耗耦合功能模块,使JMCT具备了堆芯物理计算功能。本文利用JMCT程序对CASL项目提出的堆芯物理基准题库VERA进行模拟,获得了k_(eff)、控制棒价值、反应性系数等启动物理参数以及硼降曲线等堆芯运行参数。JMCT计算结果与蒙特卡罗程序KENO-Ⅵ以及MC21进行了对比,结果符合良好,证明了JMCT具有堆芯物理计算能力,并具有较高的精度。

关键词：蒙特卡罗 VERA 多物理耦合堆芯物理

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脉冲源法对次临界系统的适用性和限制条件

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计算物理 2025年第2期42卷 224-231页

作者：高屹郑妍徐琪张晓立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战略研究中心北京100094

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区... 详细信息

构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型,利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程,通过调整活性区、反射层尺寸和密度,调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值,获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统,活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明:脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统,活性区越接近临界,泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区keff限值,并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

关键词：脉冲源法次临界系统泄漏γ计数率瞬发中子衰减时间常数裂变衰减特性

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指定流量分配系数的多回流出口边界算法

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航空学报 2023年第5期44卷 93-105页

作者：许开龙刘再刚姜胜利王星张磐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

燃烧室出口处物理量的边界条件处理方法需满足工程设计对出口流量的要求,同时要保证出口回流时的数值稳定性,是工程级燃烧室模拟中重点关注的问题之一。基于流量分配系数发展了一种出口边界处理算法,支持不可压缩流动模拟中指定多个出... 详细信息

燃烧室出口处物理量的边界条件处理方法需满足工程设计对出口流量的要求,同时要保证出口回流时的数值稳定性,是工程级燃烧室模拟中重点关注的问题之一。基于流量分配系数发展了一种出口边界处理算法,支持不可压缩流动模拟中指定多个出口流量分配系数、出口存在回流时的稳定模拟。研究表明,在四面体/六面体网格算例中,该方法可实现出口流量分配系数在0~1.0范围内的稳定模拟,与设定值的最大相对偏差<0.001%。在保持出口流量分配系数不变时,改变计算域出口位置使得流动处于未充分发展、回流或旋流状态,计算结果不受明显影响。将该方法应用于TECFLAM旋流燃烧器冷态流场模拟中,计算域缩减至1/3后模拟仍能稳定收敛,预测值和实验数据保持较高的一致性。相比于使用常规出口边界的方法,该方法支持仿真人员根据需要设置出口流量分配系数和计算域大小,可显著减小数值计算开销。

关键词：自由出口边界流量分配系数回流燃烧室模拟不可压缩流动

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系统电磁脉冲建模与数值模拟研究进展

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电波科学学报 2024年第5期39卷 797-807页

作者：张含天陈剑楠周前红周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 西北核技术研究所西安710024

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法... 详细信息

系统电磁脉冲是X射线、伽马射线产生的二次辐射效应,通过在作用目标系统周围激励出瞬态电磁场/电流进而造成电子学系统失效。自20世纪70年代以来,研究人员对系统电磁脉冲的产生机理、效应特点进行了大量研究,形成了一系列理论分析方法与专用数值模拟程序。然而,受限于系统电磁脉冲所涉及物理过程的复杂性,目前仍难以实现其毁伤效果的定量分析,已经成为抗辐射加固领域的短板问题。为此,本文综述了系统电磁脉冲的基本物理过程与分类方法,按外部系统电磁脉冲、腔体系统电磁脉冲、线缆系统电磁脉冲、电路盒系统电磁脉冲等不同类型,分别从建模方法、已形成专用数值模拟程序的功能与特点等方面介绍了国内外系统电磁脉冲理论研究的进展。结果表明,除电路盒系统电磁脉冲外,国内外数值模拟采用的技术路线较明确。国内发展的模拟能力基本可实现自主程序替代,但在未来的研究中,需要进一步加强专用模拟程序的集成以及模型校验,以更好地应用于系统电磁脉冲对实际电子学系统干扰/毁伤效能的评估。

关键词：系统电磁脉冲内电磁脉冲电离辐射光电子电磁兼容

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基于残差神经网络的激光转塔气动光学效应快速预测

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计算物理 2025年第2期42卷 160-170页

作者：陈周纬宇任翔张飞舟名谷同祥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

采用残差神经网络对来流Ma∞在0.3~0.8范围内球柱型激光转塔模型的稳态流场开展机器学习,建立此范围内任意来流条件下的亚声速/跨声速流场预测,并针对不同视场角下的光束波前畸变评估此模型的预估精度。学习模型可再现转塔流动中的边界... 详细信息

采用残差神经网络对来流Ma∞在0.3~0.8范围内球柱型激光转塔模型的稳态流场开展机器学习,建立此范围内任意来流条件下的亚声速/跨声速流场预测,并针对不同视场角下的光束波前畸变评估此模型的预估精度。学习模型可再现转塔流动中的边界层、流动分离以及分离剪切层等流动特征,尤其包括跨声速流动中的非锚定激波间断现象。基于预测流场计算的不同视场角下的波前分布与根据传统计算流体力学(CFD)模拟流场的结果基本一致。该机器学习方法为工程领域中激光转塔气动光学效应自适应校正提供了策略。

关键词：激光转塔气动光学效应跨声速流动机器学习残差神经网络

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稠密等离子体焦点运动过程的理论和数值研究

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物理学报 2025年第11期 209-217页

作者：孙强董烨杨薇张含天宋萌萌刘朝晖王子鸣周前红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

稠密等离子体焦点(DPF)是一种脉冲强流放电装置,在粒子加速器、受控核聚变、空间推进及脉冲中子源等领域有着广泛应用.本文采用耦合外电路的双温磁流体动力学模型,研究了DPF的轴向加速和径向内爆过程,并探讨了装置参数对等离子体运动的... 详细信息

稠密等离子体焦点(DPF)是一种脉冲强流放电装置,在粒子加速器、受控核聚变、空间推进及脉冲中子源等领域有着广泛应用.本文采用耦合外电路的双温磁流体动力学模型,研究了DPF的轴向加速和径向内爆过程,并探讨了装置参数对等离子体运动的影响规律.首先,通过与实验结果的对比,验证了双温磁流体模型的准确性.然后针对DPF装置开展了物理过程及规律的理论和模拟研究.研究表明在洛伦兹力的作用下, DPF等离子体鞘沿轴向不断加速,到达内电极末端后部分等离子体沿径向向内压缩,最终在对称轴上形成高温高密等离子体.对于大型DPF装置,增加电路电压能显著提升电流水平;同时阴阳极半径之比应尽可能小,这可以在其他参数不变的情况下,有效提高DPF的峰值电流和箍缩电流.

关键词：稠密等离子体焦点磁流体模拟等离子体加速箍缩

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求解接触问题鞍点系统的一类两网格预处理方法

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北京理工大学学报 2025年第3期45卷 248-255页

作者：段晓宇安恒斌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 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法... 详细信息

在结构力学接触问题的数值模拟中,使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组.由于鞍点矩阵的不定性,其求解难度较大,针对二维绑定接触问题,提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法,其核心思想是对任意光滑算法,在精确求解粗网格系统时实现单次收敛.此外,构造的粗网格算子具有对称正定性,能有效反映接触约束条件.数值实验结果表明,该方法仅需要较少的迭代次数即可收敛,在多种接触模型中表现出较高的计算效率,其计算时间相比于SIMPLE方法最多可减少80%.同时,该方法在不同的接触约束条件下仍保持较强的健壮性,且适用于大规模计算.

关键词：接触力学迭代法线性方程组鞍点系统两网格预处理

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基于深度学习的扩散方程扩散系数反问题求解

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计算物理 2025年第2期42卷 146-159页

作者：张延庆谷同祥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

物理信息神经网络(PINN)为偏微分方程正反问题数值求解开创了一条具有广阔应用前景的新途径。本文聚焦于扩散方程的扩散系数反演问题。针对固定系数、各向异性系数、空间依赖系数、时空依赖系数以及非线性扩散系数等问题展开了系统研究... 详细信息

物理信息神经网络(PINN)为偏微分方程正反问题数值求解开创了一条具有广阔应用前景的新途径。本文聚焦于扩散方程的扩散系数反演问题。针对固定系数、各向异性系数、空间依赖系数、时空依赖系数以及非线性扩散系数等问题展开了系统研究,提出了求解各类问题所需的网络结构及求解方法。数值实验表明,PINN方法在求解扩散系数反问题时只需较少的数据即可反演出较为精确的未知系数,并在一定噪声水平下表现出较强的稳健性。

关键词：物理信息神经网络微分方程反问题扩散方程数值解

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