检索结果-内蒙古大学图书馆

北京理工大学学报 2023年第1期43卷 36-44页

作者：水小平王斌马士洲胡德强程万影刘铖北京理工大学宇航学院北京100081 军事科学院防化研究院北京102205 淮南皖淮机电股份有限公司安徽淮南232000 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型... 详细信息

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性.根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数.数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.

关键词：绝对节点坐标方法压发装置加载实验系统参数优化

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面向超短波接收机射频前端的电磁脉冲效应仿真与效应分级方法

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 111-116页

作者：刘昌李瀚宇鲍献丰周海京中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extende... 详细信息

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extended LNA Model),并通过S参数仿真和瞬态仿真验证了LNA电磁脉冲效应模型具备正常功能仿真能力;为验证该模型的电磁脉冲损伤模拟能力,以标准电磁脉冲波形作为激励,以偶极子天线作为简化的天线前门耦合通道,在不同强度电磁脉冲作用下,接收机中频电路信号输出表现出了无影响、干扰、损毁的电磁脉冲效应过程,说明了建模方法的有效性;最后以EMP-天线耦合电压峰值作为阈值指标,分析得到了超短波接收机不同电磁脉冲效应等级对应的电压峰值阈值数据。

关键词：电磁脉冲效应射频前端低噪声放大器高空电磁脉冲

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U和UO2状态方程研究进展

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材料导报 2021年第1期35卷 82-95页

作者：简单朱燮刚刘瑜宋海峰赖新春中国工程物理研究院材料研究所绵阳621908 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

铀和二氧化铀都是核科学与核工程中的重要材料,长期以来都不缺乏对它们的状态方程的研究。它们生产、存储和使用的环境复杂,涵盖宽温、宽压、强辐照、表面辐射、氦泡演化等极端条件,需要从实验和理论出发获取不同温度和压力下的材料物性... 详细信息

铀和二氧化铀都是核科学与核工程中的重要材料,长期以来都不缺乏对它们的状态方程的研究。它们生产、存储和使用的环境复杂,涵盖宽温、宽压、强辐照、表面辐射、氦泡演化等极端条件,需要从实验和理论出发获取不同温度和压力下的材料物性,如晶体结构、相变行为、压缩性质、弹性性质与输运性质。此外,它们都属于强关联电子体系,拥有丰富的相图与奇特的物理性质,因此在实验与理论上研究它们的状态方程等物性具有极大的挑战性,该项研究一直属于前沿研究的热点。数十年来,人们采取各种实验手段,对铀和二氧化铀的热力学物性进行了测量;但由于铀及其化合物的特殊性质,相关实验研究工作仍存在一定程度上的困难。而另一方面,自1990年代以来,随着第一性原理方法的发展,使用密度泛函理论(DFT)方法对铀和二氧化铀物理性质展开计算的工作也不断涌现,不仅与实验工作相互验证,而且填补了实验条件无法企及的极端条件下的参数空白。随着计算机软硬件和数值算法的发展,相关DFT方法已经获得了较大突破,对铀和二氧化铀状态方程的描述也更为准确。其中,修正电子多体关联效应的动力学平均场方法(DMFT)以及修正声子振动能的平均场势方法(MFP)等算法是值得研究者进一步关注的。本文就20世纪以来对金属铀和二氧化铀实验和理论状态方程的研究进展进行了梳理,先后针对实验测量和理论计算两方面的晶体结构和相变行为、准静态压缩与冲击绝热压缩曲线、弹性力学、输运性质进行了概括总结,并探讨了二氧化铀晶体缺陷行为的相关研究工作。此外,本文还利用第一性原理方法对铀和二氧化铀的状态方程做了简要的计算,验证了已有公开文献中的结果,这将有助于后续研究。

关键词：状态方程铀二氧化铀第一性原理极端条件

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基于SE(3)群局部标架的5/6 Dofs CB壳单元

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力学学报 2022年第3期54卷 746-761页

作者：张腾刘铖张志娟刘绍奎北京理工大学宇航学院北京100081 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京空间飞行器总体设计部北京100094

基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG)的多柔体系统动力学建模方法可自然消除刚体运动带来的几何非线性,使系统的广义弹性力、广义惯性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性.本文融合李群局部标架思想和基于连续体(continu... 详细信息

基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG)的多柔体系统动力学建模方法可自然消除刚体运动带来的几何非线性,使系统的广义弹性力、广义惯性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性.本文融合李群局部标架思想和基于连续体(continuum-based,CB)的壳理论,提出基于SE(3)群局部标架的5自由度(degrees of freedom,Dofs)CB壳单元.与SE(3)群局部标架下几何精确壳单元相比,该单元大大简化了插值带来的复杂性,离散应变张量自然满足客观性.同时,该单元在线性化过程中不存在有限元离散与变分操作先后顺序的问题,进一步简化了广义弹性力及其雅可比矩阵的计算.为方便处理组合体结构,在5 Dofs CB壳单元基础上,通过中面变形梯度张量的极分解建立壳单元中面运动与自转(drilling)自由度之间的关系,提出基于SE(3)群局部标架的6 Dofs CB壳单元.为提高单元收敛精度,采用Hellinger-Reissner两场变分原理缓解单元面内闭锁,采用假设自然应变(assumed natural strain,ANS)法缓解横向剪切闭锁.通过5个静力学算例验证了CB壳单元的收敛精度,通过一个动力学算例验证了CB壳单元可消除刚体运动带来的几何非线性.

关键词：李群局部标架 SE(3)群几何非线性 CB壳理论闭锁缓解技术

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非连续问题中单元分割的模板方法

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力学学报 2021年第3期53卷 823-836页

作者：王理想文龙飞肖桂仲田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 南京理工大学南京210094

扩展有限元法(extended finite element method, XFEM)因具有裂纹几何独立于模拟网格、裂纹扩展时无需网格重分重映、计算精度高等优点,成为裂纹分析的主流数值方法之一.但该方法在工程实践中存在单元被裂纹分割的几何困难——现有精确... 详细信息

扩展有限元法(extended finite element method, XFEM)因具有裂纹几何独立于模拟网格、裂纹扩展时无需网格重分重映、计算精度高等优点,成为裂纹分析的主流数值方法之一.但该方法在工程实践中存在单元被裂纹分割的几何困难——现有精确几何分割方法实现复杂、计算量大、鲁棒性差.为克服这一困难,本文提出一种基于单元水平集的模板分割方法,用于非连续单元子剖分和数值积分.首先,遍历单元水平集值所有形态并建立标准单元分割模板库;然后,根据单元水平集值,对非标准单元进行形态查询和模板插值;最后,套用标准单元分割模板实现单元高效分割和子剖分.将该方法与常规XFEM、改进型XFEM进行结合,从而应用于孔洞、夹杂、裂纹等非连续问题分析中.算例分析表明,本文提出的模板分割方法具有较高计算精度.由于不引入复杂几何操作,该模板分割方法同时具有较高计算效率和鲁棒性,故可为XFEM类方法在实际工程应用中提供有效支撑.

关键词：子剖分水平集非连续性裂纹扩展常规XFEM 改进型XFEM

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基于ANCF的薄膜太阳帆自旋展开动力学模拟

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深空探测学报（中英文） 2022年第2期9卷 217-229页

作者：薛鹏聪刘铖水小平北京理工大学宇航学院北京100081 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

执行深空探测任务的薄膜太阳帆在入轨展开过程中,其薄膜结构在宏观力学响应上表现出显著的拉压不对称特性。系统的动力学行为呈现出强烈的非线性特征,使其动力学建模与仿真计算面对巨大挑战。基于绝对节点坐标方法(Absolute Nodal Coord... 详细信息

执行深空探测任务的薄膜太阳帆在入轨展开过程中,其薄膜结构在宏观力学响应上表现出显著的拉压不对称特性。系统的动力学行为呈现出强烈的非线性特征,使其动力学建模与仿真计算面对巨大挑战。基于绝对节点坐标方法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF),整合张力场和不同模量弹性理论,推导了单元精确的切线刚度矩阵,提出了一种考虑不同模量的ANCF薄膜单元计算方法。在此基础上,采用第一类拉格朗日方程对薄膜太阳帆进行动力学建模,并通过可控数值耗散的广义-α算法求解动力学方程,分析了太阳帆不同结构设计参数对其展开动力学特性的影响。仿真结果验证了该方法在处理空间薄膜问题时的算法稳定性和高效性,对大型帆膜结构的系统设计有理论指导意义。

关键词：绝对节点坐标方法薄膜结构不同模量弹性理论

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强爆炸火球辐射流体自适应网格高精度数值模拟

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计算物理 2021年第2期38卷 146-152页

作者：李康李守先刘娜中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

提出一种自适应网格方法,应用于基于Euler方法的强爆炸辐射流体高精度数值求解。通过与Zinn数值结果对比,验证该方法的正确性。研究自适应网格对冲击波和光辐射输出模拟精度的影响,对比不同网格尺度下的计算耗时。在相同的条件下,使用... 详细信息

提出一种自适应网格方法,应用于基于Euler方法的强爆炸辐射流体高精度数值求解。通过与Zinn数值结果对比,验证该方法的正确性。研究自适应网格对冲击波和光辐射输出模拟精度的影响,对比不同网格尺度下的计算耗时。在相同的条件下,使用自适应网格与均匀网格加密3倍得到的冲击波超压分布、光辐射输出演化接近,计算效率提升约8.5倍。由此可知,提出的自适应网格方法可用于强爆炸问题的高精度数值模拟,显著地提升模拟精度和模拟效率。

关键词：辐射流体动力学火球 Euler方法高精度模拟自适应网格

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CAP1400数值反应堆系统关键技术研究及示范应用

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原子能科学技术 2022年第2期56卷 213-225页

作者：曹良志邓力杨波刘宙宇刘鹏汤春桃史敦福陈荣华田文喜彭良辉万承辉张旻婉毕光文费敬然许晓北李帆西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 上海核工程研究设计院有限公司上海200233 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

本文系统介绍了"大型先进压水堆及高温气冷堆核电站"国家科技重大专项课题"CAP1400数值反应堆关键技术研究"的主要研究成果。课题首先分别开发了基于确定论方法和蒙特卡罗方法的高保真堆芯物理计算程序,然后开发了p... 详细信息

本文系统介绍了"大型先进压水堆及高温气冷堆核电站"国家科技重大专项课题"CAP1400数值反应堆关键技术研究"的主要研究成果。课题首先分别开发了基于确定论方法和蒙特卡罗方法的高保真堆芯物理计算程序,然后开发了pin-by-pin先进子通道分析程序和基于精细网格的燃料棒性能分析程序,以此为基础建立了物理-热工-燃料性能多物理耦合的CAP1400数值反应堆系统。利用国际基准题VERA、AP1000启动物理实验参数对数值反应堆系统进行了验证和确认,并进一步实现了CAP1400大型先进压水堆的启动物理参数、循环模拟分析和部分功率能力分析的示范应用。数值结果表明,所开发的数值反应堆关键分析软件具有很高的计算精度,可直接服务于CAP1400的设计验证、物理启动和运行支持。

关键词： CAP1400数值反应堆确定论蒙特卡罗多物理耦合

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基于JMCT秦山核电厂一期反应堆屏蔽计算与分析

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核动力工程 2021年第2期42卷 173-179页

作者：邓力李瑞丁谦学邱有恒李刚付元光史敦福刘鹏北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 上海核工程研究设计院有限公司上海200233

秦山核电厂一期的运行时间已超过三十年,该反应堆为我国核反应堆建造、运行、延寿乃至退役,提供了丰富的实测数据,为我国新一代反应堆核电厂—华龙一号的设计、建造、运行、维护提供了宝贵的参考数据。本文利用秦山核电厂一期反应堆压... 详细信息

秦山核电厂一期的运行时间已超过三十年,该反应堆为我国核反应堆建造、运行、延寿乃至退役,提供了丰富的实测数据,为我国新一代反应堆核电厂—华龙一号的设计、建造、运行、维护提供了宝贵的参考数据。本文利用秦山核电厂一期反应堆压力容器的母材段、焊缝段及主管道测试数据,对自主研制的三维中子-光子-电子输运蒙特卡罗软件(JMCT)进行实验验证,模拟结果显示,JMCT软件屏蔽计算具有很高的模拟置信度,计算分辨率超越商业软件1~2个量级。

关键词：秦山核电厂一期母材段焊缝段主管道 JMCT

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间断有限元离散SN输运方程的扩散综合加速方法

间断有限元离散SN输运方程的扩散综合加速方法

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中国核学会2023年学术年会

作者：周生诚李志鹏安恒斌范荣红中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所

以往的研究中曾提出多种基于对称和非对称版本的内惩罚（IP）方法的扩散综合加速方法（DSA）,用以加速间断有限元（DFEM）方法离散的S输运方程的散射源迭代。基于不同IP方法的DSA方法的加速效果需要深入比较分析。在求解DSA方法中的扩... 详细信息

以往的研究中曾提出多种基于对称和非对称版本的内惩罚（IP）方法的扩散综合加速方法（DSA）,用以加速间断有限元（DFEM）方法离散的S输运方程的散射源迭代。基于不同IP方法的DSA方法的加速效果需要深入比较分析。在求解DSA方法中的扩散方程时,通常采用Robin或Dirichlet边界条件来描述真空边界,在DSA中真空边界不同边界条件的影响需要分析研究。在本研究中,比较了基于3种不同IP方法（IIP、NIP和SIP）的DSA方法的加速效果,讨论了在光厚区域处理DSA方法不稳定性问题的方法,分析了不同真空边界条件的影响。采用均匀介质问题开展数值实验,测试不同DSA方法的加速效果。数值结果表明,基于3种IP方法的DSA方法加速效果较为接近,未发现在任何条件下均占优势的IP方法。在其他条件不变的情况下,随着光学厚度的增加,采用Dirichlet边界条件的DSA方法的加速效果逐渐变得优于采用Robin边界条件的DSA方法。

关键词：扩散综合加速离散纵标输运方程内惩罚方法间断有限元方法

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