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第七届全国高超声速科技学术会议

作者：周前红董志伟闫二艳北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室

将描述电磁波的Maxwell方程组和简化的等离子体流体方程组耦合数值求解,对微波电离大气产生等离子体的过程进行了模拟研究。对于单束微波大气击穿,发现在高气压产生的等离子体为分离的丝状结构,中等气压下等离子体为分离的片状或"... 详细信息

将描述电磁波的Maxwell方程组和简化的等离子体流体方程组耦合数值求解,对微波电离大气产生等离子体的过程进行了模拟研究。对于单束微波大气击穿,发现在高气压产生的等离子体为分离的丝状结构,中等气压下等离子体为分离的片状或"鱼骨"形结构,低气压下等离子体为连续区域。等离子体区域在垂直于电场方向和平行于电场方向的移动规律不同,后者由于等离子体两端存在强场区,等离子体区域在高气压下沿电场方向被拉长。对于垂直相交相干微波束,只有当初始电子出现在(或到达)强场(干涉加强)处,电子才会被加速并与本底气体发生碰撞电离,在放电的开始阶段,等离子体区域主要沿着强场区运动,并逐渐形成一个由分立的丝状等离子体组成的带状区域。这个带状等离子体区域足够长以后,将等离子体两侧的两束微波分割开,随着时间的推移,在等离子体附近的强场区,先后出现新的等离子体带。比较发现,当其他条件相同时,相干束产生的等离子体区域比非相干束大。

关键词：高功率微波相交束大气击穿丝状等离子体

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金属材料微扰动增长问题的数值模拟研究

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高压物理学报 2013年第5期27卷 778-784页

作者：潘昊吴子辉胡晓棉杨堃北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家级重点实验室北京100094

金属材料微扰动增长过程包含了材料大变形、高压及高应变率加载等复杂材料动态响应过程。改进了黎曼解光滑粒子法,并采用改进的光滑粒子法结合有限元方法,对不同初始扰动的增长过程进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合较好。计算结... 详细信息

金属材料微扰动增长过程包含了材料大变形、高压及高应变率加载等复杂材料动态响应过程。改进了黎曼解光滑粒子法,并采用改进的光滑粒子法结合有限元方法,对不同初始扰动的增长过程进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合较好。计算结果表明,在不同初始扰动下,扰动侧部变形的应变率存在明显差异,并且扰动增长过程受屈服强度的影响较大。该方法可以作为研究金属材料微扰动增长过程的数值方法之一。

关键词：微扰动动态本构关系数值模拟光滑粒子方法

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非协调塑性变形的路径积分描述

非协调塑性变形的路径积分描述

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中国交叉科学学会第15届学术年会

作者：张广财许爱国卢果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

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导... 详细信息

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导、超流、电磁场、量子Berry相等领域中多值场的描述。

关键词：塑性变形非协调变形路径积分位错向错

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Sm原子能级超精细结构的MCDF理论研究

Sm原子能级超精细结构的MCDF理论研究

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第五届全国计算原子与分子物理学术会议

作者：屈一至周福阳李冀光王建国中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

原子能级的超精细结构（HFS）是由电子和原子核的电磁多极矩相互作用产生的,通过比较理论值和实验测量结合,可以确定原子核电磁多极矩,对于研究同位素效应等也有重要意义。钐（Sm）原子位于镧系元素的中间位置,基态为[Xe]4f6s～7F,未满... 详细信息

原子能级的超精细结构（HFS）是由电子和原子核的电磁多极矩相互作用产生的,通过比较理论值和实验测量结合,可以确定原子核电磁多极矩,对于研究同位素效应等也有重要意义。钐（Sm）原子位于镧系元素的中间位置,基态为[Xe]4f6s～7F,未满的4f壳层导致它的电子结构非常复杂,加上电子关联效应强,使得理论研究十分困难。在上世纪80年代***等人[1]在单组态近似下计算了镧系元素4f 6s组态系列的超精细结构系数,其结果与实验值符合较好。而之后***等人[2]的多组态计算结果反而与实验值相差较大。本工作

关键词：精细结构原子能级多组态理论研究

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Sm原子能级、光激发过程的MCDF理论研究

Sm原子能级、光激发过程的MCDF理论研究

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第五届全国计算原子与分子物理学术会议

作者：周福阳屈一至李冀光王建国中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

镧系元素具有非常复杂的电子结构,它的光谱在工业技术、天文学等领域上都有十分重要的应用。钐（Sm）原子位于镧系元素的中间位置,基组态为[Xe]4f6s,未满的4f壳层导致它的电子结构非常复杂,电子关联效应强,使得理论研究十分困难。目前... 详细信息

镧系元素具有非常复杂的电子结构,它的光谱在工业技术、天文学等领域上都有十分重要的应用。钐（Sm）原子位于镧系元素的中间位置,基组态为[Xe]4f6s,未满的4f壳层导致它的电子结构非常复杂,电子关联效应强,使得理论研究十分困难。目前对Sm原子能级、光激发过程的理论研究已有***[1]、***[2]等人的工作,但是结果与实验值有一定的差距。本文工作采用多组Dirac-Fock（MCDF）[3]方法,计算Sm原子基态和低激发态的能级和光跃迁过程。

关键词：原子能级光激发激发态电子关联效应理论研究

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机载光学平台气动光学平均流场效应

机载光学平台气动光学平均流场效应

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：董航徐明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621999

模拟计算了机载光学平台整流罩附近的流场,定量分析了平均流场气动光学效应,以及气动光学平均流场效应引起的波前相位的性质,指出平均流场气动光学效应引起的波前像差均方根及波前像差的性质随光束传输方向改变有非常明显的变化,波前像... 详细信息

模拟计算了机载光学平台整流罩附近的流场,定量分析了平均流场气动光学效应,以及气动光学平均流场效应引起的波前相位的性质,指出平均流场气动光学效应引起的波前像差均方根及波前像差的性质随光束传输方向改变有非常明显的变化,波前像差主要是低阶项.根据气动光学效应定义了平均流场厚度,提出了根据平均流场厚度和飞机速度,判断气动光学平均流场效应特征时间的粗估公式,通过数值模拟验证了粗估公式的可靠性,并对于气动光学平均流场效应的时间特性随马赫数的变化给出了定量分析.

关键词：机载激光气动光学效应平均流场效应波前像差时间特性

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高能光纤激光器泵浦耦合结构设计研究

高能光纤激光器泵浦耦合结构设计研究

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：刘勤勇王小军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621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

为了提高光纤激光器的输出功率,在改进信号光纤掺杂、结构的同时,也需要设计与之相匹配的泵浦耦合结构.一方面为了提供足够的泵浦功率,需要改进泵浦耦合结构来提高泵浦耦合效率,另一方面要避免过多的功率沉积造成的局部升温过高.这种局... 详细信息

为了提高光纤激光器的输出功率,在改进信号光纤掺杂、结构的同时,也需要设计与之相匹配的泵浦耦合结构.一方面为了提供足够的泵浦功率,需要改进泵浦耦合结构来提高泵浦耦合效率,另一方面要避免过多的功率沉积造成的局部升温过高.这种局部升温在大功率光纤泵浦耦合结构中甚至会导致光纤损坏.因此,随着光纤激光器的发展,光纤激光器的泵浦耦合方法也从最开始的端泵逐步发展出侧泵、分布式泵浦等结构.本文主要使用光线追迹和光束传播方法(Beam Propagation Method,BPM)分析大功率光纤激光锥形光纤泵浦耦合的规律,并提出适用于大功率光纤激光的泵浦耦合结构.

关键词：光纤激光器泵浦耦合结构设计理念光线追迹法光束传播法

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封闭管道中气体热晕对激光传输的影响

封闭管道中气体热晕对激光传输的影响

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：喻华华胡鹏安建祝张飞舟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621999

内光路的热晕效应显著影响远场光束质量,在高能激光系统中必须加以考虑.在已经建立的激光内通道传输气体热晕效应物理模型基础上,本文研究了封闭管道中不同能量吸收和管道结构导致的气体热晕对激光传输的影响.运用计算流体力学方法,数... 详细信息

内光路的热晕效应显著影响远场光束质量,在高能激光系统中必须加以考虑.在已经建立的激光内通道传输气体热晕效应物理模型基础上,本文研究了封闭管道中不同能量吸收和管道结构导致的气体热晕对激光传输的影响.运用计算流体力学方法,数值模拟分析了气体吸收激光能量所产生的自然对流过程,对比了不同能量吸收和管道结构(Z型和U型)的气体温度分布、附加相差、远场光束质量和质心漂移等.通过对数值模拟结果的分析,分辨出了热传导和热对流这两种气体传热机制的转换时间,显著影响远场光束质量和质心漂移.此外,减少激光能量吸收,光束质量得到明显改善,两种传热机制的转换时间也出现延迟.因此,在实际的高能激光系统中,控制激光能量的吸收非常重要.不同的管道结构拥有不同的光路,这将改变附加相差的分布,进而影响远场光束质量.Z型管道中两段水平管道的附加相差相同(叠加效应),而U型管道则相反(补偿效应).U型管道中的激光远场光斑质心漂移得到极大抑制,同时光束质量也获得明显改善.

关键词：激光传输气体热晕封闭管道光束质量

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非线性抛物型方程计算方法

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中国科学：数学 2013年第3期43卷 235-248页

作者：袁光伟岳晶岩盛志强沈隆钧北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

本文简要回顾非线性抛物型方程差分方法若干研究工作,包括周毓麟先生在该研究方向取得的部分研究成果,并对近年来相关的部分研究进展进行综述,展望拟开展的研究工作.

关键词：抛物型方程差分方法非线性

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半导体激光阵列谱合成光谱及光束质量分析

半导体激光阵列谱合成光谱及光束质量分析

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：唐选王小军柯伟伟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621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

我们建立了半导体激光阵列光谱合成系统的数值计算模型.模型采用特征模展开法描述二维光放大以及外腔光反馈过程.模型考虑了增益饱和效应以描述半导体激光器中的模式竞争过程.数值计算了半导体激光器中载流子浓度,复合速率以及增益分布... 详细信息

我们建立了半导体激光阵列光谱合成系统的数值计算模型.模型采用特征模展开法描述二维光放大以及外腔光反馈过程.模型考虑了增益饱和效应以描述半导体激光器中的模式竞争过程.数值计算了半导体激光器中载流子浓度,复合速率以及增益分布,并用于求解激光动力学方程.采用Fresnel衍射积分,光栅方程以及模式交叠计算外腔反馈系数大小.引入了量子噪声用于评估半导体激光器的线宽.基于该数值模型,描述并分析了半导体激光阵列的互注入现象及其对合成光谱及光束质量的影响.

关键词：半导体激光阵列谱合光谱光束质量量子噪声

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