检索结果-内蒙古大学图书馆

北京理工大学学报 2025年第4期45卷 352-359页

作者：李天宇冯晓伟卢永刚余春祥王守乾聂源中国工程物理研究院总体工程研究所中国工程物理研究院研究生院

针对亚音速巡航导弹威胁下防空反导的军事需求，通过对导弹各部件易损性与可研性分析，确定其搭载的低速弹用涡扇发动机尾喷管为研究对象.基于空气动力学与航空发动机原理，分析尾喷管各处截面参数变化过程，提出了典型涡扇发动机尾喷... 详细信息

针对亚音速巡航导弹威胁下防空反导的军事需求，通过对导弹各部件易损性与可研性分析，确定其搭载的低速弹用涡扇发动机尾喷管为研究对象.基于空气动力学与航空发动机原理，分析尾喷管各处截面参数变化过程，提出了典型涡扇发动机尾喷管因破孔战伤气流泄漏而导致发动机推力损失的数学模型.以美国BGM-109C型“战斧”巡航导弹搭载的F107-WR-400系列弹用涡扇发动机为例，运用提出的模型计算了其尾喷管不同受击工况下该型发动机的推力损失情况.模拟计算结果表明：不同位置的破孔将会对发动机造成不同程度的推力损失；破孔尺寸与发动机推力下降情况成非线性关系；相同战伤情况下发动机推力损失程度也与其工作状态有关.

关键词：巡航导弹涡扇发动机尾喷管破片战伤推力损失

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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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面向TBM应用的激光辅助破岩技术现状及展望

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激光与光电子学进展 2025年

作者：康民强白杨李平朱启华中国工程物理研究院激光聚变研究中心中国工程物理研究院研究生院

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助... 详细信息

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助TBM“降本增效”。本文论述了激光辅助TBM破岩的原理，介绍了近年来国内外激光辅助TBM破岩技术发展现状，分析了其中存在的问题及发展趋势。

关键词： TBM 激光辅助破岩破岩机理试验验证装置探索

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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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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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石墨烯高次谐波中焦散效应的取向依赖

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第1期55卷 93-99页

作者：董福龙闫嘉宇刘杰河北大学物理科学与技术学院保定071002 中国工程物理研究院研究生院北京100193

本文利用两能带密度矩阵方程计算了红外线偏振激光辐照石墨烯时取向依赖的总高次谐波谱.不同于原子中谐波焦散效应出现在截止频率处,数值结果表明石墨烯中焦散增强谐波的能量明显偏离谐波谱截止频率,且具有显著的取向依赖.通过求解鞍点... 详细信息

本文利用两能带密度矩阵方程计算了红外线偏振激光辐照石墨烯时取向依赖的总高次谐波谱.不同于原子中谐波焦散效应出现在截止频率处,数值结果表明石墨烯中焦散增强谐波的能量明显偏离谐波谱截止频率,且具有显著的取向依赖.通过求解鞍点方程,揭示了焦散效应取向依赖的机制源于当激光偏振方向变化时,第一布里渊区两个Dirac点的不等价性.我们也研究了不同取向角下焦散谐波能量对激光强度的依赖,发现当激光偏振方向逐渐偏离石墨烯“扶手椅”方向时,其对激光强度的依赖逐渐减弱.本文中焦散效应取向依赖的研究可能在确定石墨烯晶格取向方面具有潜在的应用价值.

关键词：高次谐波焦散效应石墨烯取向依赖

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S波段TE_(11)输出相对论磁控管永磁包装仿真设计

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 46-52页

作者：崔越秦奋徐莎雷禄容张勇张玉涵中国工程物理研究院应用电子学研究所先进激光与高功率微波全国重点实验室四川绵阳621990 中国工程物理研究院研究生院四川绵阳621900

对一个S波段TE_(11)输出8腔全腔提取相对论磁控管(R8 ACAE-RM)的永磁包装设计进行了初步探索。采用一种内磁块和外磁块相组合的结构,内磁块置于阳极筒内阳极块两端,外磁块置于阳极筒外,在互作用区产生磁感应强度约为0.34 T,轴向均匀区... 详细信息

对一个S波段TE_(11)输出8腔全腔提取相对论磁控管(R8 ACAE-RM)的永磁包装设计进行了初步探索。采用一种内磁块和外磁块相组合的结构,内磁块置于阳极筒内阳极块两端,外磁块置于阳极筒外,在互作用区产生磁感应强度约为0.34 T,轴向均匀区长度为72 mm的磁场,永磁体重量仅为21 kg。相较于传统外磁体系统,该设计可以使磁体重量降低,互作用区磁场强度更加均匀,系统结构更加紧凑,满足高功率微波源系统的轻量化、小型化需求。相对论磁控管选择π模作为其工作模式,通过全腔提取结构输出4个90°扇形TE_(11)模式,最后通过同轴插板模式转换器进行模式转换输出圆波导TE_(11)模式。利用粒子模拟软件对器件仿真模拟,在二极管电压320 kV,永磁体产生的磁场空间下,R8 ACAE-RM获得了1.06 GW的微波输出功率,微波中心频率为2.44 GHz,转换效率约为47%。

关键词：高功率微波永磁包装 TE_(11)模式相对论磁控管模式转换

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基于原位激振试验的高速铁路路基动力特性研究

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铁道学报 2025年第4期47卷 133-140页

作者：杨长卫岳茂张良苏珂蔡德钩张先军西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司工程管理中心北京100844

高速铁路路基在长期循环荷载作用下的动力稳定性十分关键,原位激振试验对研究路基的动力特性具有独特优势。依托京雄城际铁路固安东站工点开展原位激振试验,对路基结构随激振频率、扭力变化下动力响应特征进行研究,同时开展扫频试验,用... 详细信息

高速铁路路基在长期循环荷载作用下的动力稳定性十分关键,原位激振试验对研究路基的动力特性具有独特优势。依托京雄城际铁路固安东站工点开展原位激振试验,对路基结构随激振频率、扭力变化下动力响应特征进行研究,同时开展扫频试验,用于关注路基不同位置处自振频率、动剪切模量比与阻尼比的演变规律。试验结果表明,加速度峰值随水平距离的增加而逐渐衰减,同种扭力工况下,加速度峰值随频率增加呈现先减后增的趋势;随着激振频率增加,水平方向上加速度峰值由随扭力的增加而递增逐渐演变为递减的趋势;以衰减程度90%为标准,路基表面动力影响范围主要在1 m以内;动应力随垂直深度的增加逐渐衰减,影响范围主要位于2.9 m以内;随着水平及垂直距离的增加,自振频率与动剪切模量比逐渐增大,而阻尼比逐渐减小。根据路基动力响应特征及扫频试验结果,推测此段路基自振频率位于16 Hz左右。

关键词：高速铁路路基原位激振试验加速度动应力自振频率

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基础科学研究中实验与理论关系探析

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科技中国 2025年第4期 66-77页

作者：孙昌璞中国工程物理研究院研究生院

一、从科学哲学看实验何以“证实”理论科学的发展离不开理论与实验的“相互作用”。理论为实验提供了指导原则和预测框架;而实验则为理论提供了作为事实依据的实际数据,通过验证或证伪理论的方式推动理论的发展和完善。在物理学和天文... 详细信息

一、从科学哲学看实验何以“证实”理论科学的发展离不开理论与实验的“相互作用”。理论为实验提供了指导原则和预测框架;而实验则为理论提供了作为事实依据的实际数据,通过验证或证伪理论的方式推动理论的发展和完善。在物理学和天文学等自然科学领域,理论和实验的互动作用尤为显著。历史上,许多重要的科学突破都是通过实验对理论的验证或挑战而实现的。例如,爱因斯坦的广义相对论通过引力导致光线弯曲效应的定量实验观测得到验证,从而得以确立。相反,迈克尔逊-莫雷实验则通过速度拖曳的定量测量证伪以太假说,推动了相对论的提出。

关键词：相互作用理论科学突破科学哲学物理学

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旋转浅水方程组的多尺度渐近极限

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中国科学:数学 2025年第3期55卷 651-666页

作者：琚强昌王佳玮徐鑫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研究生院北京100193 中国海洋大学数学科学学院青岛266100

本文数学上严格证明在周期区域具有非平衡初值旋转浅水方程组的多尺度渐近极限;利用快平均方法证明当Rossby数和Froude数趋向0时,多尺度旋转浅水方程组的解收敛到长波准地转方程组的解,扩展了经典的准地转理论.

关键词：旋转浅水方程组多尺度渐近极限长波准地转方程组

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