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爆轰加载下弹塑性固体Richtmyer-Meshkov流动的扰动增长规律

物理学报 2017年第7期66卷 326-334页

作者：殷建伟潘昊吴子辉郝鹏程胡晓棉北京理工大学机电学院北京100081 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生部北京100088

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,... 详细信息

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,尖钉的最大振幅与增长速度无量纲数之间存在线性近似关系,进一步理论分析表明尖钉的振幅增长因子与加载压力、初始扰动形态和材料强度有关,该理论关系作为扰动增长规律的线性近似在一定范围内适用于多种金属材料.

关键词：扰动增长弹塑性固体材料性质

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二维Lagrangian坐标系下可压气动方程组的间断Petrov-Galerkin方法（英文）

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计算物理 2017年第3期34卷 308-309页

作者：赵国忠蔚喜军郭怀民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

构造矩形网格下求解Lagrangian坐标系下气动方程组的单元中心型格式.空间离散采用控制体积间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用二阶TVD Runge-Kutta方法.利用限制器来抑制非物理震荡并保证RKCV算法的稳定性.构造的算法可以保证物理量... 详细信息

构造矩形网格下求解Lagrangian坐标系下气动方程组的单元中心型格式.空间离散采用控制体积间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用二阶TVD Runge-Kutta方法.利用限制器来抑制非物理震荡并保证RKCV算法的稳定性.构造的算法可以保证物理量的局部守恒.与Runge-Kutta间断Galerkin(RKDG)方法相比较,RKCV方法的计算公式少一项积分项使得计算较简单.给出一些数值算例验证了算法的可靠性及效率.

关键词：可压缩气动方程组 RKCV间断有限元方法 Lagrangian坐标系

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高通光率金属网栅电磁屏蔽效能研究

高通光率金属网栅电磁屏蔽效能研究

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2018年全国微波毫米波会议

作者：李志峰欧建平莫锦军试验物理与计算数学国家重点实验室国防科技大学

高通光率金属网栅可以提高光电系统的电磁屏蔽效能。本文重点研究金属网栅与导引头组合体屏蔽效能的一体化分析方法。利用商业电磁计算软件CST Microwave Studio,把金属网栅当作Wire mesh薄片材料,用传输线矩阵法实现了金属网栅加载导... 详细信息

高通光率金属网栅可以提高光电系统的电磁屏蔽效能。本文重点研究金属网栅与导引头组合体屏蔽效能的一体化分析方法。利用商业电磁计算软件CST Microwave Studio,把金属网栅当作Wire mesh薄片材料,用传输线矩阵法实现了金属网栅加载导引头屏蔽效能的一体化计算,仿真结果正确,简单易行。

关键词：金属网栅屏蔽效能 CST仿真

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复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动理学建模与模拟

复杂流动过程中的多尺度与非平衡行为研究:超越Navier-Stokes的动...

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第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议

作者：许爱国张广财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和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室北京100871 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

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本... 详细信息

在自然界与工程领域存在大量形式各异的复杂流体系统(常温常压下的固体材料在爆轰或强冲击下也表现出复杂的流动行为)。物理建模与算法设计是数值实验研究中缺一不可的两个环节。物理建模层面的误差是无法通过算法精度提高来弥补的。本报告从物理学角度思考各种不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之间的区别与互补。宏观流动层面的非平衡(HNE,Hydrodynamic Non-Equilibrium)通常使用对应质量守恒、动量守恒和能量守恒的流体动力学方程组(Hydrodynamic equations)来描述。流体动力学模型的物理精度在很大程度上取决于本构关系的合理程度。非线性本构关系动理学机理的理解要求研究与宏观流动关系最密切的热动非平衡(TNE,Thermodynamic Non-Equilibrium)行为。

关键词：非平衡物理建模 Navier-Stokes方程 Boltzmann方程复杂物理场分析

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不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

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2018年全国固体力学学术会议

作者：伍鲍吴凤超朱银波何安民吴恒安中国科学技术大学近代力学系应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时,将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来,这就是强冲击作用下的微喷射现象。本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程。研究... 详细信息

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时,将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来,这就是强冲击作用下的微喷射现象。本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程。研究结果表明:不同加载波形对射流尖钉的速度几乎没有影响,然而对气泡速度产生显著的影响,三角波加载下,气泡仍然保持非零的相对速度,这与实验中观察到的现象一致;进一步地,我们统计了喷射物质总量随时间的演化,并和基于RM不稳定性的射流增长模型进行了比较,结果说明未熔化或者部分熔化的金属锡基体会明显抑制射流的进一步增长;最后,我们统计了喷射物质总量随压力峰值的变化关系,发现了在三角波加载下,喷射物质总量在较低的冲击压力下就会饱和。通过对卸载路径的分析,可以看到随着金属锡内部拉应力下降到零应力,其温度会快速上升,使得三角波加载下的金属锡在较低的压力下就可以发生熔化。

关键词：微喷射波形卸载熔化分子动力学

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从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

从物理学视角看非平衡流动研究:基于DBM建模

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中国交叉科学学会第17届学术年会

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088 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北京100871 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京 100088

本文概述我们课题组近十年来在非平衡流动物理建模与模拟方面的思考与进展。

关键词：

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冲击载荷下TATB晶体滑移和各向异性的分子动力学研究

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物理化学学报 2017年第5期33卷 949-959页

作者：周婷婷宋华杰黄风雷北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结... 详细信息

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结果表明,各冲击方向下可能被激发的滑移系均在{001}面,而其它滑移系均因很大的剪切阻力不容易被激发,这与TATB晶体沿c轴的层状结构和平面分子结构相符。预测了七个冲击方向下最容易被激发的滑移系,分别为(101)/{001}<100>、(111)/{001}<010>、(011)/{001}<010>、(110)/{001}<010>、(010)/{001}<110>、(100)/{001}<120>和(001)/{001}<010>。TATB晶体的冲击响应具有各向异性,动力学过程中体系的应力、能量、温度和化学反应都依赖于冲击方向。对垂直于(100)和(001)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的剪切阻力较高、持续时间较长,使得能量和温度较快升高,化学反应较容易发生;对垂直于(101)和(111)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的阻力较小且出现次数少,使得能量和温度缓慢升高,化学反应不易发生;对其余冲击方向,体系的响应居中。据此评价了7个冲击方向的相对敏感程度:(101)、(111)<(011)、(110)、(010)<(100)、(001)。本研究有助于在微观层次深入认识动载荷下TATB的响应机制、结构与性能的关系,为高能低感炸药的设计和研制提供理论参考。

关键词： TATB 冲击滑移各向异性 ReaxFF 分子动力学

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概念格中基于粗糙熵的属性约简方法

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计算机科学 2018年第1期45卷 84-89页

作者：李美争李磊军米据生解滨河北师范大学信息技术学院石家庄050024 河北省网络与信息安全重点实验室石家庄050024 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

属性约简是概念格理论的研究重点内容之一。通过将粗糙熵引入概念格理论中,定义了一种粗糙熵约简。首先,基于所有概念外延定义了形式背景的粗糙熵,并分析了它的性质;其次,定义了形式背景的粗糙熵约简,并揭示了粗糙熵约简与概念格约简之... 详细信息

属性约简是概念格理论的研究重点内容之一。通过将粗糙熵引入概念格理论中,定义了一种粗糙熵约简。首先,基于所有概念外延定义了形式背景的粗糙熵,并分析了它的性质;其次,定义了形式背景的粗糙熵约简,并揭示了粗糙熵约简与概念格约简之间的关系;在此基础上,基于属性重要度设计了计算粗糙熵的启发式算法,并通过实验验证了该算法的有效性。

关键词：概念格属性约简启发式算法粗糙熵

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辐射输运与电子能量强耦合源项的一种高效计算方法

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计算物理 2017年第3期34卷 253-261页

作者：李若李蔚明宋鹏北京大学数学科学学院科学与工程计算系北京100871 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

本文研究辐射输运和电子能量耦合方程组的数值方法.在具有光性厚特征的应用问题中,这两类方程的耦合源项表现出强刚性,使得设计稳健高效的数值格式陷入困难.针对辐射输运多群模型和电子能量的耦合方程组的刚性源项,我们给出一种基于电... 详细信息

本文研究辐射输运和电子能量耦合方程组的数值方法.在具有光性厚特征的应用问题中,这两类方程的耦合源项表现出强刚性,使得设计稳健高效的数值格式陷入困难.针对辐射输运多群模型和电子能量的耦合方程组的刚性源项,我们给出一种基于电子温度变化规律拟设(ansatz)的积分算法,其时间步长不受刚性源项限制,从而使得计算效率比传统显式方法或隐式非线性迭代获得本质的提高.在所基于的拟设有效时,算法确保给出具有物理意义的解,数值算例显示其给出的解具有较高的精确度.

关键词：辐射输运多群模型耦合刚性源项

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复杂目标光学散射截面数值仿真方法（英文）

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计算物理 2017年第1期34卷 109-118页

作者：岳玉芳张飞舟邹凯陈天江张建柱谢晓钢安建祝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能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900

研究复杂目标的几何建模、光学面元消隐和目标表面的光学散射特性.针对任意构型的目标,提出采用均匀光照明仿真图像进行光学散射截面(OCS)数值计算方法.通过自适应Z缓存方法,实现目标光学消隐面的计算,将这部分消隐面面积从目标OCS的数... 详细信息

研究复杂目标的几何建模、光学面元消隐和目标表面的光学散射特性.针对任意构型的目标,提出采用均匀光照明仿真图像进行光学散射截面(OCS)数值计算方法.通过自适应Z缓存方法,实现目标光学消隐面的计算,将这部分消隐面面积从目标OCS的数值积分中去除.研究近似镜面材料的空间模板褶皱表面的光学散射数值模拟方法,以及基于激光主动探测系统实验测量数据的目标OCS实验分析方法.根据某缩比例空间目标相对探测系统不同方位、俯仰角情况的OCS实验结果,校正OCS数值仿真参数.仿真结果与实验结果的图像比较和OCS曲线趋势大略一致,考虑到表面褶皱的随机性、姿态的测量误差和仿真模型有限的校准能力等因素,本文提出的数值仿真方法能够在一定程度上描述目标的OCS值.

关键词：面元消隐处理散射特性光学散射截面散射函数

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