检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程 2024年第8期50卷 207-215页

作者：王华维刘若妍艾志玮曹轶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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担... 详细信息

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担体绘制任务,从而引起了采样数据并行通信的可扩展性瓶颈。为充分利用国产自主CPU高性能计算机来高效完成体绘制任务,针对大规模并行体绘制提出一种基于多绘制管线的性能优化技术,通过多管线、多进程的两级并行模式来降低单条管线的并行规模。在大规模并行体绘制中,该技术将绘制目标图像划分成多个子区域,绘制进程则相应分组,每个进程组独立执行一条绘制管线,以完成图像相应子区域的绘制,最后再收集所有的图像子区域,形成完整图像并输出。实验结果表明,优化后的体绘制算法在国产自主CPU高性能计算机上可以扩展到万核规模,并能有效完成体绘制任务。

关键词：体绘制多管线两级并行并行可扩展性性能优化

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激光辐照下熔石英表面损伤的原子模拟

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物理学报 2023年第15期72卷 184-191页

作者：张学阳陈军胡望宇湖南工程学院计算科学与电子学院湘潭411104 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关... 详细信息

熔石英光学元件是惯性约束核聚变点火装置的核心部件,由于该装置严苛的点火条件对高功率激光的需求,熔石英光学元件在强激光下的损伤是制约点火装置运行的关键.因此,研究激光辐照下熔石英的表面损伤对惯性约束核聚变点火装置的研制至关重要.本文采用大规模非平衡分子动力学模拟方法和适用于动态过程的微结构分析技术,研究激光加载下熔石英表面的损伤过程,基于理论研究的高温等离子体火球模型模拟高温熔石英等离子体球对熔石英表面的破坏,通过跟踪局域结构、温度分布和表面形貌状态,分析影响熔石英表面损伤的因素.研究表明,高温熔石英球的尺寸、距表面的距离和温度都对熔石英表面的破坏具有重要的影响.本文可为认识激光辐照下熔石英中复杂的损伤过程提供指导.

关键词：激光辐照损伤熔石英分子动力学

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一种基于多机制协同设计的低频超宽带吸波体

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中国科学:信息科学 2024年第12期54卷 2868-2880页

作者：孔祥林刘佳琪赵雷宋杭张生俊中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 试验物理与计算数学国家重点实验室北京100072

针对隐身目标低频超宽带电磁吸收的需求,提出了一种基于多机制协同的设计方法,通过结合磁性材料和阻性表面的损耗特性,并联合等效电路模型和遗传算法实现快速阻抗匹配和参数优化,实现P-Ku波段低频宽带吸波体设计.本文理论分析了磁性材... 详细信息

针对隐身目标低频超宽带电磁吸收的需求,提出了一种基于多机制协同的设计方法,通过结合磁性材料和阻性表面的损耗特性,并联合等效电路模型和遗传算法实现快速阻抗匹配和参数优化,实现P-Ku波段低频宽带吸波体设计.本文理论分析了磁性材料降低吸波体厚度和提升低频吸波性能的机制,通过磁性材料和阻性表面协同设计,实现P-L频段内优异吸波效果.进而,通过多层阻性表面级联结构补偿S-Ku波段内的吸波性能,实现P-Ku超宽带高性能吸波体设计.设计的低频超宽带吸波体在0.3~0.33 GHz和0.33~18 GHz内分别实现至少-8 d B和-10 dB的反射损耗,厚度仅为0.027λL(λL为最低频率处的波长).同时,该吸波体具有大角度稳定性,在TE极化波和TM极化波斜入射下依然保持良好的吸波性能.最后,进行了加工和实验测试,结果表明该吸波体具有低频超宽带吸波性能以及宽角度稳定特性.

关键词：多机制协同设计磁性材料阻性表面低频超宽带超材料吸波体

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多传感器多目标被动跟踪的“鬼点”形成条件

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兵工学报 2022年第12期43卷 3103-3112页

作者：李松洲周荻杜润乐刘佳琪方艺忠哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 试验物理与计算数学国家级重点实验室北京100076

为探究多传感器多目标被动跟踪场景下“鬼点”的形成机理,采用一种集合分析方法,将各角度测量定义为不同的点集,将目标点定义为点集的交,建立多传感多目标被动跟踪问题的数学建模,基于该模型分析得到三类典型跟踪场景下定位到“鬼点”... 详细信息

为探究多传感器多目标被动跟踪场景下“鬼点”的形成机理,采用一种集合分析方法,将各角度测量定义为不同的点集,将目标点定义为点集的交,建立多传感多目标被动跟踪问题的数学建模,基于该模型分析得到三类典型跟踪场景下定位到“鬼点”所需几何条件。理论分析表明,传感器观测基线长度、分布特征以及传感器个数是影响“鬼点”生成概率的重要因素。设置3组仿真实验,进一步验证了上述因素对“鬼点”跟踪概率的实际影响。研究结果表明,在求解被动跟踪问题时,适当减小传感器观测基线长度、提高传感器网络相对目标团的空间布局复杂度以及增加传感器数目均能起到一定的抑制“鬼点”作用。

关键词：多传感器多目标被动跟踪数据关联鬼点几何条件

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对SAR的二维联合调制间歇采样转发干扰

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系统工程与电子技术 2024年第12期46卷 4026-4033页

作者：赵忠凯孙宇晗高路哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 试验物理与计算数学国家级重点实验室北京100876

传统的间歇采样转发干扰在面对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)时,生成的假目标分布均匀、幅度相似,且位置滞后于真实目标,容易被对方识别。针对此缺点,对间歇采样干扰进行改进,提出一种对SAR的二维联合调制间歇采样转发干... 详细信息

传统的间歇采样转发干扰在面对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)时,生成的假目标分布均匀、幅度相似,且位置滞后于真实目标,容易被对方识别。针对此缺点,对间歇采样干扰进行改进,提出一种对SAR的二维联合调制间歇采样转发干扰方法。所提方法通过控制间歇采样周期、移频调制序列、调频斜率调制序列等干扰参数,对截获后的雷达信号进行二维联合调制转发,在真实目标周围生成多个幅度与分布非均匀的欺骗干扰假目标和压制干扰区域。从间歇采样转发干扰出发,建立所提方法的数学模型并给出干扰原理,进一步分析所提方法的干扰性能。仿真实验结果证明了所提方法的正确性和有效性,能够有效对抗SAR。

关键词：合成孔径雷达间歇采样转发干扰欺骗干扰压制干扰移频调制调频斜率调制

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特征修正并行预条件算法框架

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计算物理 2024年第1期41卷 64-74页

作者：徐小文莫则尧胡少亮安恒斌北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示... 详细信息

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示了该框架的有效性。

关键词：稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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宽谱红外/太赫兹量子棘轮探测器研究进展(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 12-25页

作者：楚卫东白鹏杨宁王屹韩尚杰王迎新赵自然北京应用物理与计算数学研究所北京100088 计算物理全国重点实验室北京100088 北京师范大学物理与天文学院北京100875 北京邮电大学理学院北京102206 清华大学工程物理系北京100084

近年来,红外/太赫兹探测技术取得了卓越的进步,聚焦于当前主流的红外及太赫兹探测器就其优点和缺点进行相应评述。为满足现在科技水平所需的高速探测光子型红外/太赫兹探测器取得了广泛地关注和研究,但其工作温度低、响应光谱范围窄等... 详细信息

近年来,红外/太赫兹探测技术取得了卓越的进步,聚焦于当前主流的红外及太赫兹探测器就其优点和缺点进行相应评述。为满足现在科技水平所需的高速探测光子型红外/太赫兹探测器取得了广泛地关注和研究,但其工作温度低、响应光谱范围窄等缺点限制了其应用的场景。就工作原理、工作模式、研究进展、能带工程等方面介绍GaAs基经典红外/太赫兹光子型探测器并进行评述。在此基础上,详细介绍文中提出的量子棘轮红外探测器(QRIP)的研究进展,从QRIP器件的工作原理、器件结构等方面阐述了其优势及可行性。通过研究QRIP不同的杂质类型、掺杂浓度、生长工艺、能带结构等条件以研究其工作机理及量子特性,列出了不同结构QRIP器件实验结果并进行了分析。棘轮结构在无外加电场下能够对红外能量进行探测,同时在特定的偏压下能够实现光谱可调的性质以实现宽谱的探测。进一步地,将QRIP集成LED制备出量子棘轮上转换器件,其能够实现4~200 THz的超宽谱探测,同时量子棘轮上转换探测器在25 K时响应率可以达到0.4 A/W。该研究表明了量子棘轮探测器能够有效提升器件的工作温度、响应光谱范围,为高工作温度红外/太赫兹光子型探测器实现提供了新思路。

关键词：红外/太赫兹探测器宽谱探测器高温太赫兹探测量子棘轮

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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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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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单模流体界面不稳定性势流理论研究进展综述

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第10期54卷 2-29页

作者：刘昌文肖左利张又升北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心北京100871 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制... 详细信息

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制并建立相应的理论模型,不仅具有深远的科学意义,而且对实际工程应用具有重要的理论支撑作用.本文详细综述了自1955年Layzer提出势流理论模型以来,学术界在平面单模RT和RM不稳定性界面顶点演化预测方面所取得的一系列研究进展.研究内容涵盖了影响不稳定性发展的多种关键因素,包括初始扰动形式、流体密度比、涡量、表面张力、黏性和可压缩性等.同时,本文深入探讨了这些因素之间的非线性耦合关系和背后的物理机理,并分析了向汇聚几何扩展时由于几何效应所产生的附加影响.最后,本文对单模不稳定性理论未来的发展方向和研究重点提出了展望.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性界面顶点演化 Layzer势流理论

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