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强激光与粒子束 2020年第11期32卷 1-15页

作者：徐捷穆宝忠陈亮李文杰徐欣业王新王占山张兴丁永坤同济大学教育部先进微结构材料重点实验室上海200092 同济大学物理科学与工程学院上海200092 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

高精密的X射线成像诊断是深入理解内爆过程,揭示点火尺度下未知物理问题的关键。基于掠入射反射的X射线显微镜,结合亚纳米级的超光滑球面或非球面反射镜,能够实现空间分辨优于5μm的高分辨成像。介绍了国际惯性约束聚变领域的X射线显微... 详细信息

高精密的X射线成像诊断是深入理解内爆过程,揭示点火尺度下未知物理问题的关键。基于掠入射反射的X射线显微镜,结合亚纳米级的超光滑球面或非球面反射镜,能够实现空间分辨优于5μm的高分辨成像。介绍了国际惯性约束聚变领域的X射线显微成像技术发展及应用,重点展示了我国在高分辨X射线(KB)显微镜、多通道X射线KB显微镜以及大视场X射线KBA显微镜方向的进展,分析了下一阶段超高分辨X射线显微成像的研究计划。通过不断的技术创新,我国的X射线显微成像诊断能力已经达到国际先进水平。

关键词：惯性约束聚变等离子体诊断 X射线光学 KB显微镜 Wolter显微镜

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等离子体Richtmyer-Meshkov不稳定性系统的DBM建模与非平衡特性研究

等离子体Richtmyer-Meshkov不稳定性系统的DBM建模与非平衡特性研...

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：宋家辉许爱国苗龙陈锋北京理工大学宇航学院航空宇航推进理论与工程系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理工大学爆炸科学技术国家重点实验室北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室山东交通学院航空学院

流体不稳定性现象广泛存在于武器物理、航空航天和惯性约束聚变领域,对不稳定性现象机理的研究和认知是实现工程有效利用的重要前提。在惯性约束聚变中,高能量激光作用于靶丸烧蚀层表面会形成高温高压等离子体冲击材料层界面形成Richtmy... 详细信息

流体不稳定性现象广泛存在于武器物理、航空航天和惯性约束聚变领域,对不稳定性现象机理的研究和认知是实现工程有效利用的重要前提。在惯性约束聚变中,高能量激光作用于靶丸烧蚀层表面会形成高温高压等离子体冲击材料层界面形成Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性现象。已有研究表明,外加水平和切向磁场均会对等离子体RM不稳定性的发展起到抑制作用,然而当前研究所采用的大多为基于连续性介质假设的宏观磁流体模型,并且忽略了等离子体中粒子间碰撞引起的动理学耗散效应。本文构建了一种单流体磁流体离散玻尔兹曼模型,研究了外加水平磁场作用下RM不稳定性发展过程中的流动非平衡(Hydrodynamic non-equilibrium)及热动非平衡(Thermodynamicnon-equilibrium)效应。结果表明,无组织动量流在激波附近较强,而在流场其余位置较弱;无组织能量流在扰动界面附近较强,而在流场其余位置较弱。对于激波冲击重/轻界面引起扰动反转的情形,磁场效应表现出阶段性:在界面反转前,通过降低界面反转速度一定程度上增强了非平衡强度;而在界面反转再加速阶段,通过大幅降低界面增长速度显著降低了非平衡强度。对于激波冲击轻/重界面不反转情形,磁场通过抑制界面扰动发展降低了非平衡强度。通过追踪全局平均热力学非平衡强度,可以判断抑制RM界面发展的临界磁场强度。

关键词： Richtmyer-Meshkov不稳定性离散玻尔兹曼方法非平衡效应水平磁场

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STT飞行器反步自适应滑模控制方法

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飞控与探测 2025年第2期8卷 40-47页

作者：姜雨石蔡李根刘佳鑫试验物理与计算数学国家重点实验室北京航空航天大学自动化科学与电子工程学院

针对存在外部干扰以及模型不确定性的侧滑转弯(Side to Turn, STT)飞行器姿态跟踪控制问题，提出了一种反步自适应滑模控制方法。首先建立飞行器姿态动力学模型，并对其进行线性化处理，得到面向控制的三通道解耦的姿态数学模型；然后... 详细信息

针对存在外部干扰以及模型不确定性的侧滑转弯(Side to Turn, STT)飞行器姿态跟踪控制问题，提出了一种反步自适应滑模控制方法。首先建立飞行器姿态动力学模型，并对其进行线性化处理，得到面向控制的三通道解耦的姿态数学模型；然后将控制器划分为外环过载控制器以及内环角速度控制器，并基于滑模控制理论分别设计双环控制器，同时设计自适应律对扰动进行补偿，使姿态控制系统对扰动及偏差具有良好的适应性和鲁棒性；最后利用Lyapunov稳定性定理证明了所设计控制器的稳定性。数值仿真结果表明，全飞行过程中过载跟踪偏差小于0.1,角速度跟踪偏差小于0.5 (°)/s,气动舵偏未出现满偏及抖振情况，数值仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可行性。

关键词： STT飞行器反步控制滑模控制自适应控制系统不确定性

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基于优势关系的正协调模糊决策形式背景的规则融合

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南京理工大学学报 2021年第4期45卷 447-454页

作者：张晓鹤陈德刚米据生华北电力大学控制与计算机工程学院北京102200 华北电力大学数理学院北京102200 河北师范大学数学科学学院河北石家庄050024 河北师范大学河北省计算数学与应用重点实验室河北石家庄050024

形式概念分析理论(Formal concept analysis,FCA)是知识发现的重要工具,促进了人工智能的发展。FCA重要的研究课题之一就是规则提取,提取决策规则能够帮助解决不同内涵取值的概念的决策问题。该文首先提出了基于优势关系的模糊决策形式... 详细信息

形式概念分析理论(Formal concept analysis,FCA)是知识发现的重要工具,促进了人工智能的发展。FCA重要的研究课题之一就是规则提取,提取决策规则能够帮助解决不同内涵取值的概念的决策问题。该文首先提出了基于优势关系的模糊决策形式背景的3种协调性定义,并针对其关系进行讨论。然后基于确定性的粒决策规则提出正协调模糊决策形式背景上的决策规则融合方法,给出其对应算法从而获取包括确定性和不确定性的所有决策规则,且通过实例描述了该方法的有效性。

关键词：形式背景决策规则规则融合概念格粒计算

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QPSK调制通信信号在等离子体鞘套中传输特性计算模型及仿真分析

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导弹与航天运载技术 2020年第6期 121-126页

作者：邬润辉刘佳琪刘鑫赵巨岩任浩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 北京航天万源科技有限公司北京100076

为获取等离子体鞘套对四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制信号传输影响特性,建立等离子体鞘套中QPSK调制信号传输特性的仿真模型,开展等离子体鞘套对信号全屏蔽、信号能量衰减和相位改变的仿真计算与分析。结果表明... 详细信息

为获取等离子体鞘套对四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制信号传输影响特性,建立等离子体鞘套中QPSK调制信号传输特性的仿真模型,开展等离子体鞘套对信号全屏蔽、信号能量衰减和相位改变的仿真计算与分析。结果表明,当等离子体鞘套的频率大于临界频率时,QPSK信号将被等离子体鞘套完全屏蔽;当QPSK信号能够在等离子体中传播时,由于等离子体鞘套对信号相位改变和幅度衰减将大大提高QPSK通信系统的误码率。该仿真与分析方法可用于分析等离子体鞘套对FSK和ASK调制信号传输特性影响。

关键词： QPSK信号等离子体鞘套传输特性仿真模型

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q-Baskakov曲线

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高校应用数学学报（A辑） 2024年第4期39卷 379-390页

作者：董美娟刘国芬解滨韩力文河北师范大学数学科学学院河北石家庄050024 河北省计算数学与应用重点实验室河北石家庄050024 河北师范大学计算机与网络空间安全学院河北石家庄050024 河北省数学与交叉科学国际联合研究中心河北石家庄050024

近年来,一类基于q-微积分的广义Baskakov算子得到广泛研究,为构造新的曲线提供了理论依据.在Aral与Gupta(2011)定义的q-Baskakov算子中提取出qBaskakov基函数,研究得到它的性质,如非负性、单位分解性、单峰性等.由于固定次数的q-Baskako... 详细信息

近年来,一类基于q-微积分的广义Baskakov算子得到广泛研究,为构造新的曲线提供了理论依据.在Aral与Gupta(2011)定义的q-Baskakov算子中提取出qBaskakov基函数,研究得到它的性质,如非负性、单位分解性、单峰性等.由于固定次数的q-Baskakov基函数有无限多个,为避免所构造的曲线无法插值它的控制多边形末端点,给出q-Baskakov曲线的截断定义,并证明截断的q-Baskakov曲线具有几何不变性、仿射不变性、凸包性等优良性质.在形状控制方面,文中给出的实例显示了q-Baskakov曲线在造型中的实际应用,很好地模拟控制多边形的形状,并且形状参数可从整体对曲线形状进行控制,从而进一步补充和完善了曲线造型理论.

关键词： q-微积分 q-Baskakov基函数 q-Baskakov曲线曲线造型

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求解含有高阶导数偏微分方程的局部间断Petrov-Galerkin方法（英文）

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计算物理 2019年第5期36卷 517-532页

作者：赵国忠蔚喜军郭虹平董自明包头师范学院数学科学学院包头014030 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

构造一类求解三种类型偏微分方程的间断Petrov-Galerkin方法.求解的方程分别含有二阶、三阶和四阶偏导数,包括Burgers型方程、KdV型方程和双调和型方程.首先将高阶微分方程转化成为与之等价的一阶微分方程组,再将求解双曲守恒律的间断Pe... 详细信息

构造一类求解三种类型偏微分方程的间断Petrov-Galerkin方法.求解的方程分别含有二阶、三阶和四阶偏导数,包括Burgers型方程、KdV型方程和双调和型方程.首先将高阶微分方程转化成为与之等价的一阶微分方程组,再将求解双曲守恒律的间断Petrov-Galerkin方法用于求解微分方程组.该方法具有四阶精度且具有间断Petrov-Galerkin方法的优点.数值实验表明该方法可以达到最优收敛阶而且可以模拟复杂波形相互作用,如孤立子的传播及相互碰撞等.

关键词： KdV型方程双调和方程局部间断Petrov-Galerkin方法孤立子演化

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有理h-Bézier曲线及其圆锥曲线表示

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计算机辅助设计与图形学学报 2019年第9期31卷 1581-1590页

作者：孙一皓韩力文河北师范大学数学与信息科学学院石家庄050024 河北省计算数学与应用重点实验室石家庄050024

h-Bézier曲线是具有形状参数的广义Bézier曲线.为了拓展h-Bézier曲线表示能力,通过增加正实数权因子构造有理h-Bézier曲线,可精确表示圆锥曲线.首先定义有理h-Bézier曲线,分析曲线的基本性质;然后推导曲线的... 详细信息

h-Bézier曲线是具有形状参数的广义Bézier曲线.为了拓展h-Bézier曲线表示能力,通过增加正实数权因子构造有理h-Bézier曲线,可精确表示圆锥曲线.首先定义有理h-Bézier曲线,分析曲线的基本性质;然后推导曲线的升阶公式、de Casteljau算法,以及二次有理h-Bézier曲线与二次有理Bézier曲线的互化;分别从代数和几何的角度,讨论了二次有理h-Bézier曲线表示圆锥曲线的分类情况.另外,还给出喷泉和拱门的造型实例.结合文中的数值实例,显示了有理h-Bézier曲线相比h-Bézier曲线和经典有理Bézier曲线的造型优势和灵活性.

关键词：有理h-Bézier曲线升阶公式 de Casteljau算法圆锥曲线曲线肩点形状不变因子

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SPNP晶体管辐照损伤效应的有限元数值模拟

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数值计算与计算机应用 2022年第3期43卷 237-247页

作者：倪宇晖张倩茹王芹阳莺卢本卓桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西高校数据分析与重点实验室桂林541004 LSEC 国家数学与交叉科学中心中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049

结合辐照损伤模型和漂移扩散模型,研究辐照效应对衬底PNP (SPNP)双极型晶体管电学性质的影响.基于三维并行自适应有限元平台Parallel Hierarchical Grid (PHG),采用倒数平均有限元法对漂移扩散方程进行离散求解.同时,对间断的掺杂分布... 详细信息

结合辐照损伤模型和漂移扩散模型,研究辐照效应对衬底PNP (SPNP)双极型晶体管电学性质的影响.基于三维并行自适应有限元平台Parallel Hierarchical Grid (PHG),采用倒数平均有限元法对漂移扩散方程进行离散求解.同时,对间断的掺杂分布做了连续化处理,使其更接近于物理实际,也更有利于数值计算的健壮性.数值模拟再现了辐照后SPNP晶体管出现的基极电流增大及电流增益退化现象,并与横向PNP (LPNP)晶体管进行对照,最终得到这两类晶体管对辐照损伤的敏感程度上的差异.

关键词： SPNP晶体管漂移扩散模型辐照损伤模型倒数平均有限元

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惯性约束聚变黑腔内等离子体界面处的动理学效应及其影响

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强激光与粒子束 2020年第9期32卷 93-103页

作者：蔡洪波张文帅杜报燕鑫鑫单连强郝亮李志超张锋龚韬杨冬邹士阳朱少平贺贤土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中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100094

在惯性约束聚变物理研究中,等离子体界面处的动理学效应及其时空演化特性近年来受到重点关注,因为它会显著影响激光能量沉积、激光等离子体不稳定性、辐照对称性、黑腔和内爆性能等诸多物理。准确描绘等离子体特征界面附近的动理学效应... 详细信息

在惯性约束聚变物理研究中,等离子体界面处的动理学效应及其时空演化特性近年来受到重点关注,因为它会显著影响激光能量沉积、激光等离子体不稳定性、辐照对称性、黑腔和内爆性能等诸多物理。准确描绘等离子体特征界面附近的动理学效应是惯性约束聚变物理设计的基本需求,也是高能量密度物理中的具有挑战且未完全解决的问题。重点回顾近几年来本团队围绕等离子体动理学效应及其影响开展的一些研究工作:(1)聚变黑腔中金等离子体与靶丸冕区等离子体边缘处的电场结构及其加速的高能离子对内爆对称性的影响;(2)激光光路上高Z-低Z等离子体界面处的电场产生机制及其导致的反常离子扩散对激光等离子体不稳定性的影响;(3)等离子体中电磁场结构的质子照相反演。

关键词：惯性约束聚变动理学效应电磁场时空演化内爆对称性激光等离子体不稳定性质子照相反演

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