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中国物理学会2015年秋季会议

作者：全威郝小雷陈永菊余少刚许松坡王艳兰孙仁平赖炫扬吴成印龚旗煌贺贤土柳晓军陈京中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉 430071中国 HEDPS 北京大学应用物理与技术研究中心北京100084中国北京应用物理与计算数学研究所 8009邮箱北京100088中国中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉 430071中国中国科学院大学北京100080中国北京大学人工微结构和介观物理重点实验室北京100871中国北京大学量子物质科学协同创新中心北京100871中国

长程库仑作用广泛存在于自然界中,它对于我们理解原子结构和动力学过程具有重要意义。然而,在强场原子分子物理领域,长程库仑相互作用却因为实验上无法观测到而没有引起人们的重视[1,2]。本文报道了中红外激光场中Xe原子光电子动量分布... 详细信息

长程库仑作用广泛存在于自然界中,它对于我们理解原子结构和动力学过程具有重要意义。然而,在强场原子分子物理领域,长程库仑相互作用却因为实验上无法观测到而没有引起人们的重视[1,2]。本文报道了中红外激光场中Xe原子光电子动量分布中长程库仑作用的实验证据。

关键词：长程库仑势强激光场电离中红外激光场

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RKDG有限元法求解一维拉格朗日形式的Euler方程

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计算物理 2014年第1期31卷 1-10页

作者：李珍珍蔚喜军赵国忠冯涛中国科学技术大学数学科学学院合肥230026 中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 包头师范学院数学科学学院包头014030

描述一种新的求解Euler方程的拉格朗日格式,该格式用Runge-Kutta Discontinuous Galerkin(RKDG)方法在拉格朗日坐标系求解Euler方程,剖分网格随流体运动.新格式不仅保证流体的质量、动量和能量守恒,而且能够在时间和空间上同时达到二阶... 详细信息

描述一种新的求解Euler方程的拉格朗日格式,该格式用Runge-Kutta Discontinuous Galerkin(RKDG)方法在拉格朗日坐标系求解Euler方程,剖分网格随流体运动.新格式不仅保证流体的质量、动量和能量守恒,而且能够在时间和空间上同时达到二阶精度.数值算例表明在一维情况,随着拉氏网格的移动和改变,格式在时间和空间上仍保持二阶精度,并且没有数值震荡.

关键词：拉格朗日格式 Euler方程 RKDG有限元方法一维守恒格式

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金属材料内孔洞的拉伸变形与贯通前期行为

金属材料内孔洞的拉伸变形与贯通前期行为

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第六届全国强动载效应及防护学术会议暨2014年复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会

作者：许爱国张广财北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室

使用物质点方法模拟研究了动态拉伸条件下金属材料内孔洞的变形过程与贯通前期的动力学特征,重点关注了粒子速度场、压强场和温度场。研究表明,在原孔洞下方出现反向高速粒子速度区域、整体稀疏波扫过区域出现局域较小负压甚至正压是典... 详细信息

使用物质点方法模拟研究了动态拉伸条件下金属材料内孔洞的变形过程与贯通前期的动力学特征,重点关注了粒子速度场、压强场和温度场。研究表明,在原孔洞下方出现反向高速粒子速度区域、整体稀疏波扫过区域出现局域较小负压甚至正压是典型的孔洞效应;左右相邻小孔之间通过各级等压面逐渐连通来实现相互作用与贯通。孔洞的拉伸变形表现出阶段性。在拉伸初期缓慢增长阶段过后,孔洞体积、横向和纵向(拉伸方向)最大尺寸都随时间近似线性增长,直到整体稀疏波到达上自由表面为止;与纵向最大尺寸增长速率相比,横向增长率更大。体积线性增长率与初始拉伸速度成正比。在整体拉伸波扫过孔洞之后,孔洞上方的正向最大粒子速度和孔洞下方的反向最大粒子速度都随初始拉伸速度成对数增长。

关键词：拉伸强度粒子速度拉伸速度拉伸变形等值面稀疏波金属材料

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非平衡与多相复杂系统模拟研究——Lattice Boltzmann动理学理论与应用

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物理学进展 2014年第3期34卷 136-167页

作者：许爱国张广财李英骏李华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 理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京100190 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

在自然界和工程物理领域存在大量的非平衡、多相等复杂系统和复杂行为。Lattice Boltzmann(LB)方法起源于复杂系统复杂行为研究的格子气或元胞自动机模型;其中,现代版的Lattice Boltzmann Kinetic Model(LBKM)植根于非平衡统计物理学的... 详细信息

在自然界和工程物理领域存在大量的非平衡、多相等复杂系统和复杂行为。Lattice Boltzmann(LB)方法起源于复杂系统复杂行为研究的格子气或元胞自动机模型;其中,现代版的Lattice Boltzmann Kinetic Model(LBKM)植根于非平衡统计物理学的基本方程—Boltzmann方程。本文从物理学视角评述LB方法,给出单松弛因子和多松弛因子LBKM构建的统一理论,介绍其在非平衡与多相复杂系统研究方面的应用。简单列举LB在多相流、可压流、材料动理学等方面的进展,重点介绍使用LB研究流体界面不稳定性、燃烧等问题的工作。本文所重点传递的信息为:可以通过宏观量研究系统的非平衡行为、可以提供系统偏离热力学平衡引发的宏观效应是LBKM建模优越于宏观连续介质建模的地方;除了可以从更基本的层面理解相应物理系统的特征、机制和规律外,这类研究结果可以为现有程序或软件中宏观模型的改进(例如修正项的构造)提供物理参考。

关键词：格子玻尔兹曼动理学模型非平衡效应复杂系统

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低空目标电磁散射特性的全波数值模拟与初步分析

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微波学报 2014年第S2期30卷 37-40页

作者：鲍献丰李瀚宇周海京刘强中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 中物院复杂电磁环境重点实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

由于环境与低空目标的相互作用,使得目标对入射波的调制效应跟目标在自由空间独立存在时相比存在显著差别。利用仿真计算技术开展低空目标电磁散射特性的研究,充分考虑目标与其下方地海面的相互作用,实现"目标与环境一体化电磁建模... 详细信息

由于环境与低空目标的相互作用,使得目标对入射波的调制效应跟目标在自由空间独立存在时相比存在显著差别。利用仿真计算技术开展低空目标电磁散射特性的研究,充分考虑目标与其下方地海面的相互作用,实现"目标与环境一体化电磁建模",正成为计算电磁学研究的热点。本文利用自主研发的三维并行全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD,对平直表面上的半空间复杂目标进行了数值模拟,分析了低空目标在直接入射波与地海面一次反射波共同作用下的时域近场特性以及不同下半空间媒质与不同照射角度对低空目标与环境复合远场散射特性的影响。

关键词：半空间时域有限差分方法近场特性散射特性数值模拟

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光谱精度的散射矩阵计算-相对论本征通道R矩阵方法

光谱精度的散射矩阵计算-相对论本征通道R矩阵方法

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第八届全国青年计算物理学术会议暨第五届全国分子反应动力学前沿领域研讨会

作者：金锐韩晓英高翔曾德灵李家明清华大学物理系原子分子纳米科学中心北京100084 北京计算科学研究中心北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京计算科学研究中心北京100084 清华大学物理系原子分子纳米科学中心北京100084 上海交通大学教育部激光等离子体重点实验室物理与天文系上海200240 清华大学物理系原子分子纳米科学中心北京100084 上海交通大学教育部激光等离子体重点实验室物理与天文系上海200240

氖(Ne)作为宇宙中丰度第10的元素,其能级结构与动力学过程对于天文与天体物理是研究的热点.进来在先进光源(Advanced Light Source)上测量了光子能量40到71eV的Ne+光电离谱,而Dalgano等用传统的R矩阵计算了该能区光电离谱[1],结果与实...

氖(Ne)作为宇宙中丰度第10的元素,其能级结构与动力学过程对于天文与天体物理是研究的热点.进来在先进光源(Advanced Light Source)上测量了光子能量40到71eV的Ne+光电离谱,而Dalgano等用传统的R矩阵计算了该能区光电离谱[1],结果与实验之间有偏差,表明计算并未收敛.传统的R矩阵计算非一致收敛,很难给出具体共振的标识;当计算完备基以及靶态收敛不够时,我们无法判断何种关联考虑不够,也无法判断计算精度.

关键词：

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特征线方法在平面冲击实验中的应用

特征线方法在平面冲击实验中的应用

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2014年全国固体力学学术大会

作者：潘昊吴子辉黄勇胡晓棉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 中国工程物理研究院研究生部北京 100088 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

平面冲击实验是研究材料高压物理的重要手段，伴随冲击加载后的绝热等熵卸载过程则可以提供更多材料的动态响应信息，包括准弹性、逆相变和损伤行为等。激光测速技术已被广泛应用于平面冲击实验研究中，该项技术能够获取材料加载与卸载...

平面冲击实验是研究材料高压物理的重要手段，伴随冲击加载后的绝热等熵卸载过程则可以提供更多材料的动态响应信息，包括准弹性、逆相变和损伤行为等。激光测速技术已被广泛应用于平面冲击实验研究中，该项技术能够获取材料加载与卸载过程的界面速度历史曲线，通过对待测样品窗口界面/自由面速度数据的分析与解读，可以得到材料在冲击加载/卸载下力学量的变化情况。相比其他拉格朗日分析方法和反向积分方法，特征线方法通过考虑反射波与入射波的相互作用，可更为合理的计算与分析待测材料窗口界面/自由面速度数据，从而获取材料在绝热卸载下的声速、屈服强度和粒子速度等的变化情况。通过对典型的阻抗差异较大材料(Ta/LiF)的速度剖面进行数值分析后，认为特征线方法获得的声速～粒子速度，应力～体应变关系等结果具有更高的精度。采用特征线方法对Sn材料的逆向碰撞冲击实验结果进行了分析，获取了更为丰富的Sn材料在冲击加载下的相变、屈服强度和卸载路径等信息。

关键词：

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激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2014年第1期44卷 1-23页

作者：张维岩叶文华吴俊峰缪文勇范征锋王立锋谷建法戴振生曹柱荣徐小文袁永腾康洞国李永升郁晓瑾刘长礼薛创郑无敌王敏裴文兵朱少平江少恩刘慎业丁永坤贺贤土中国工程物理研究院绵阳621900 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研究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绵阳621900

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维... 详细信息

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀RT不稳定性实验.平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响.实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像.通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据.模拟结果与实验结果相符合.神光II激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算.在上述理论和实验认识基础上,进行了ICF聚变点火靶物理研究.主要研究靶丸内外表面单球谐模扰动、辐射不对称性、内爆热斑界面不稳定性、黑腔辐射M带以及氘氚(DT)主燃料低阶模面密度不均匀性等物理过程对ICF内爆流体不稳定性的影响.对于ICF间接驱动初始烧蚀层外表面和DT冰内表面的单模粗糙度扰动和辐射驱动不对称性扰动,获得了不稳定性增长规律,提高了热斑界面扰动增长对点火影响和黑腔M带X射线能谱对内爆稳定性影响的物理认识.模拟研究表明DT主燃料面密度不均匀严重影响内爆动能转换为燃料内能的效率和内爆惯性约束时间.研究结果不仅对研究ICF内爆点火有重要参考价值,而且对发生在天体和自然界中流体不稳定性的物理本质理解会有帮助.

关键词：激光惯性约束聚变流体力学不稳定性内爆高能量密度物理

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未反应PBXC10炸药冲击Hugoniot关系的实验研究

未反应PBXC10炸药冲击Hugoniot关系的实验研究

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第十二届全国冲击动力学学术会议

作者：刘益儒段卓平温丽晶欧卓成黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 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 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 环境保护部核与辐射安全中心北京 100082

为了获得标定未反应PBXC10炸药(Jones-Wilkins-Lee)JWL状态方程参数的基础数据,提出了一种获得未反应炸药冲击Hugoniot关系的方法,即基于冲击起爆实验测得的PBXC10炸药中不同拉格朗日位置的压力历史,假设冲击波前沿炸药未发生化学反应,... 详细信息

为了获得标定未反应PBXC10炸药(Jones-Wilkins-Lee)JWL状态方程参数的基础数据,提出了一种获得未反应炸药冲击Hugoniot关系的方法,即基于冲击起爆实验测得的PBXC10炸药中不同拉格朗日位置的压力历史,假设冲击波前沿炸药未发生化学反应,并利用冲击波阵面前后的动量守恒关系,获得未反应PBXC10炸药的冲击Hugoniot关系.将该冲击Hugoniot关系外推到爆速,得到PBXC10炸药的冯诺依曼峰值压力,发现该峰值压力与PBXC10炸药的CJ(Chapman-Jouguet)压力之比在合理范围内.

关键词：炸药冲击冲击Hugoniot关系冯诺依曼峰值压力起爆实验

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Ne+分立能区散射矩阵的相对论本征通道R矩阵精确计算

Ne+分立能区散射矩阵的相对论本征通道R矩阵精确计算

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第十八届全国原子与分子物理学术会议

作者：金锐韩晓英高翔曾德灵李家明清华大学物理系原子分子纳米科学中心北京 100084 北京计算科学研究中心北京 100084 北京应用物理与计算数学研究所北京 100094 北京计算科学研究中心北京 100084 上海交通大学教育部激光等离子体重点实验室物理与天文系上海 200240 清华大学物理系原子分子纳米科学中心北京 100084 上海交通大学教育部激光等离子体重点实验室物理与天文系上海 200240 量子物质科学协同创新中心北京 100084

氖(Ne)是宇宙中丰度第10的元素,其能级结构与动力学过程对于天文与天体物理及其重要.在先进光源(Advanced Light Source)上测量了光子能量40到71eV的Ne+光电离谱,Dalgano等用传统的R矩阵计算了该能区光电离谱[1].然而实验与计算之间有偏...

氖(Ne)是宇宙中丰度第10的元素,其能级结构与动力学过程对于天文与天体物理及其重要.在先进光源(Advanced Light Source)上测量了光子能量40到71eV的Ne+光电离谱,Dalgano等用传统的R矩阵计算了该能区光电离谱[1].然而实验与计算之间有偏差,表明计算并未收敛.传统的R矩阵计算非一致收敛,很难给出具体共振的标识;当完备基以及靶态收敛不够时,我们无法判断何种关联考虑不够,也无法判断计算精度.

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