检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：信息科学 2016年第10期46卷 1392-1410页

作者：莫则尧张爱清刘青凯曹小林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

面向高性能数值模拟,并行算法设计与并行编程实现是领域专家在超级计算机上研制应用软件的重要环节.近十多年来,随着超级计算机性能的持续提升,应用问题的求解日趋复杂,如何发展并行算法与并行编程,并在应用软件之间实现复用,支持应用... 详细信息

面向高性能数值模拟,并行算法设计与并行编程实现是领域专家在超级计算机上研制应用软件的重要环节.近十多年来,随着超级计算机性能的持续提升,应用问题的求解日趋复杂,如何发展并行算法与并行编程,并在应用软件之间实现复用,支持应用软件高效使用并同步研发超级计算机,是高性能计算的重要研究内容.本文结合作者的实践,阐述并行算法与并行编程研究从个性到共性、再到软件复用的必要性和关键技术.本文对高性能数值模拟应用软件的研发以及高性能计算的应用研究具有参考价值.

关键词：数值模拟并行算法并行编程应用软件软件复用

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二维拉格朗日坐标系下气粒混合双向耦合对激波流场影响的计算

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物理学报 2016年第8期65卷 256-264页

作者：陈大伟孙海权王裴蔚喜军马东军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京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100088

喷射颗粒与气体混合是内爆压缩领域的热点和难点.针对喷射混合中的气粒双向耦合问题,开展了理论建模、离散算法以及颗粒反馈对激波流场的影响研究.建立了拉格朗日计算框架下的数学模型;给出了耦合源项的离散算法;开展了平面及汇聚构型... 详细信息

喷射颗粒与气体混合是内爆压缩领域的热点和难点.针对喷射混合中的气粒双向耦合问题,开展了理论建模、离散算法以及颗粒反馈对激波流场的影响研究.建立了拉格朗日计算框架下的数学模型;给出了耦合源项的离散算法;开展了平面及汇聚构型条件下,气粒双向耦合的数值模拟研究;发现了颗粒反馈导致气体激波提速现象以及气区流场物理量分布形态的改变,初步获得了量化分析结果.本文建立的数学模型、计算方法和获得的新的物理认识,为深入理解喷射混合现象、解决相关工程应用问题提供了重要理论支撑.

关键词：内爆混合拉格朗日坐标系颗粒轨道模型双向耦合

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基于J-Earth领域编程框架的高效并行大气环流模式(H-GAMIL)构建

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气候与环境研究 2017年第1期22卷 71-79页

作者：普业张爱清莫则尧郭红王斌中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

高性能并行计算,一直是气候系统模式研究中的重要科学前沿。然而,随着计算机技术的发展,计算机体系结构越来越复杂,以及气候系统模式本身的复杂性使得开发高性能气候系统模式成为一个难题。采用了一种全新的并行程序设计方法:基于针对... 详细信息

高性能并行计算,一直是气候系统模式研究中的重要科学前沿。然而,随着计算机技术的发展,计算机体系结构越来越复杂,以及气候系统模式本身的复杂性使得开发高性能气候系统模式成为一个难题。采用了一种全新的并行程序设计方法:基于针对气象科学中的计算特点发展出的领域编程框架J-Earth,构建了高性能并行大气环流模式H-GAMIL。在对原模式GAMIL分析和解构以后,结合J-Earth的特点,采用面相对象的编程方式,对H-GAMIL进行重构。重构后的H-GAMIL具有现代软件标准化模块化的特点,并具有自动二维剖分、MPI(Message Passing Interface)和Open MP(Open Multi-Processing)混合并行实现、并行输出等新功能。解决了原模式一维剖分受到处理器限制,串行IO等问题。在此基础上,本文对H-GAMIL进行了并行效率测试,结果显示,模式水平分辨率为1°(纬度)×1°(经度)时,可使用上千处理器核,并行效率达40%以上且负载平衡达70%。测试结果表明了H-GAMIL具有较好的并行效率和可扩展性;同时对H-GAMIL模拟性能进行对比分析,其结果表明H-GAMIL保持了原模式的守恒性,并且具有与原模式相当的模拟性能,能够满足气候研究的计算需求,达到实用程度。

关键词：大气环流模式高性能并行计算 J-Earth领域编程框架

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连续旋转爆轰发动机冷流场的混合特性研究

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航空学报 2016年第12期37卷 3668-3674页

作者：周蕊李晓鹏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 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

连续旋转爆轰发动机(CRDE)中燃料和氧化剂的快速掺混是实现爆轰波成功起爆和稳定传播的重要前提,然而目前国际上关于这方面的研究还相对较少。本文采用大涡模拟(LES)方法,对非预混CRDE中燃料和氧化剂的混合过程及其主要机理开展深入研... 详细信息

连续旋转爆轰发动机(CRDE)中燃料和氧化剂的快速掺混是实现爆轰波成功起爆和稳定传播的重要前提,然而目前国际上关于这方面的研究还相对较少。本文采用大涡模拟(LES)方法,对非预混CRDE中燃料和氧化剂的混合过程及其主要机理开展深入研究。研究结果表明,非预混CRDE流场中存在欠膨胀特征、大尺度涡结构,以及回流区等复杂的流动现象,其中由于Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的大尺度湍流涡结构是促进氢/氧混合的主要机制。此外,本文还考察了氧气喷注位置对非预混CRDE的流场结构和混合特征的影响,发现氧气喷注位置会影响射流剪切层形态、涡尺度,以及回流区分布等,进而影响氢气和氧气射流的混合过程和混合程度。与其他进气位置相比,氧气在靠近内壁面喷注时更有利于氢/氧的快速掺混。

关键词：连续旋转爆轰发动机非预混喷注大涡模拟混合喷注位置爆轰

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利用“类维格纳分布函数”方法研究阈上电离

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物理学报 2016年第22期65卷 37-47页

作者：郭丽韩申生陈京中国科学院上海光学精密机械研究所、量子光学重点实验室上海201800 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布... 详细信息

提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布.结果显示:随着激光频率降低,所有分布清楚直观地展现出电子从多光子区域到隧穿区域的转变过程.对线偏振情况,伴随着这种转变,电离时间与最终动量之间的半经典关系与时间-能量分布越来越一致.同时,时间-能量分布清楚地展现了隧穿区域中的干涉结构,并给出了干涉原因是由不同时刻电离出的具有相同能量的电子干涉形成的.对椭圆偏振,通过量子计算与半经典结果的比较,分别得到了角度分布的角度偏移和时间分布的时间偏移.计算发现时间偏移远小于角度偏移,两者之间并不对应.因此,基于两种偏移相对应原理的"阿秒测量技术"是不准确的.而且计算表明时间偏移的数值有正有负,因此该偏移也不能解释为隧穿时间.

关键词：阈上电离类维格纳分布函数时间-能量分布隧穿电离

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一类最优组合批处理码

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数学学报（中文版） 2016年第2期59卷 267-278页

作者：贾冬冬张更生袁兰党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

Ishai等人首先提出了批处理码的概念,Peterson等人从纯组合的观点定义了(n,N,k,m)-组合批处理码:即是一个n元集和它的m个子集组成的集合系统,对于整数尼,满足任意k个元素都能从每个子集中至多读取1个元素(可以一般化为t个元素)来取得,此... 详细信息

Ishai等人首先提出了批处理码的概念,Peterson等人从纯组合的观点定义了(n,N,k,m)-组合批处理码:即是一个n元集和它的m个子集组成的集合系统,对于整数尼,满足任意k个元素都能从每个子集中至多读取1个元素(可以一般化为t个元素)来取得,此时m个子集中元素的总数为N.对给定的参数n,k,m,确定N的最小值N(n,k,m)是该问题研究的中心内容,它不仅具有理论意义,而且有着重要的使用价值.到目前为止,除了一些极特殊的参数以外,当k≥5,m+3≤n<(m k-2)时,N(n,k,m)的值还没有被确定.本文给出了N(m+3,5,m)=m+11(m≥7),N(9,5,6)=18,N(m+3,6,m)=m+13(m≥8),N(10,6,7)=21.得到的结果部分解决了:Peterson等人提出的未解决问题.

关键词：组合批处理码最优CBC 对偶集合系统 k-限制Hall条件

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JEMS-FDTD软件在飞机HIRF仿真中的应用

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强激光与粒子束 2017年第10期29卷 67-70页

作者：鲍献丰李瀚宇伍月千钟龙权周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900 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应用电子学研究所四川绵阳621900

高强辐射场防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于飞机高强辐射场(HIRF)仿真。数值模拟中为保证计算精度,采用了非均匀网格及共形网格技术。根据... 详细信息

高强辐射场防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于飞机高强辐射场(HIRF)仿真。数值模拟中为保证计算精度,采用了非均匀网格及共形网格技术。根据实验条件,平面波近似与实验条件差异较大,需考虑天线近场效应,故构建了球面波等效源。给出了平面波近似及球面波近似下的仿真结果与实验结果的对比,结果显示,球面波近似与实验结果更加吻合。在完成数值模拟的基础上,采用PFC方法对仿真结果与实验结果的吻合度进行了评估,评估等级与欧盟HIRF-SE项目定级相当。

关键词：域有限差分方法高强辐射场球面波近场效应

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多相复杂流动过程的DBM跨尺度建模

多相复杂流动过程的DBM跨尺度建模

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中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会

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重点实验室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

本报告讨论多相复杂流动过程的离散Boltzmann跨尺度物理建模。(1)从数学建模角度来看,离散Boltzmann模型(Discrete Boltzmann Model,DBM)与传统流体模型的典型差异就是使用离散Boltzmann方程取代原来的Navier-Stokes(NS)方程;但从物理... 详细信息

本报告讨论多相复杂流动过程的离散Boltzmann跨尺度物理建模。(1)从数学建模角度来看,离散Boltzmann模型(Discrete Boltzmann Model,DBM)与传统流体模型的典型差异就是使用离散Boltzmann方程取代原来的Navier-Stokes(NS)方程;但从物理建模角度来看,这一取代是有"增益"的:一个DBM模型相当于一个连续流体模型外加一个其它相关非平衡效应的粗粒化模型;该连续流体模型可以是,也可以超越NS。(2)在非平衡复杂流动过程描述方面,DBM具有跨尺度自适应性;在编程方面,DBM比连续介质建模的离散求解要方便。(3)通过DBM,可以方便地研究复杂流动过程中引起熵增的主要机制及其相对重要性。(4)DBM所提供的非平衡行为特征已经用于目标区域真实分布函数主要特征的恢复、系统内各种不同界面的物理甄别与追踪技术设计、相变动理学过程中划分"亚稳相分解"和"相畴融合增长"两个阶段的物理判据,用于区别普通流体与等离子体中的激波,协助理解流体界面不稳定性中的可压效应,等等。(5)除了更完整、更深刻地理解复杂流动过程中的非平衡行为特征,DBM所获认识可以直接推动相应物理系统宏观模型的改进。

关键词：跨尺度建模离散Boltzmann建模非平衡相变形态学分析

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基于证据理论刻画多粒度覆盖粗糙集的数值属性

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智能系统学报 2016年第4期11卷 481-486页

作者：车晓雅李磊军米据生河北师范大学数学与信息科学学院河北石家庄050024 河北省计算数学与应用重点实验室河北石家庄050024

在经典多粒度粗糙集模型的基础上,基于论域中对象的极大描述和极小描述,定义了4种应用更为广泛的悲观多粒度覆盖粗糙集模型。然后通过集合的交、并运算与关系划分函数,构造了对象关于覆盖族的单粒度的多元覆盖及单粒度划分。在此基础上... 详细信息

在经典多粒度粗糙集模型的基础上,基于论域中对象的极大描述和极小描述,定义了4种应用更为广泛的悲观多粒度覆盖粗糙集模型。然后通过集合的交、并运算与关系划分函数,构造了对象关于覆盖族的单粒度的多元覆盖及单粒度划分。在此基础上,基于证据理论,探讨了4种悲观多粒度覆盖粗糙集的上、下近似与信任函数和似然函数之间关系,并描述了该模型所具备的相关数值属性。对比分析表明悲观多粒度覆盖粗糙集模型既具备经典多粒度粗糙集模型能够融合多源信息的优势,又克服了其应用范围狭窄的缺点。实例分析验证了所提模型的有效性。

关键词：粗糙集理论覆盖粒度证据理论近似特性描述

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极大加代数的对称代数S上互补基本矩阵

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高校应用数学学报（A辑） 2016年第1期31卷 116-126页

作者：袁跃爽张子龙河北师范大学数学与信息科学学院河北石家庄050024 河北省计算数学与应用重点实验室河北石家庄050024

主要研究了极大加代数的对称代数S上互补基本矩阵,给出本征积的概念,证明了S上的Laplace定理,由此推出所有互补基本矩阵的行列式相等,且任意两个互补基本矩阵的行列式中的非零项均一一对应相等.在一个互补基本矩阵的行列式中,对于确定... 详细信息

主要研究了极大加代数的对称代数S上互补基本矩阵,给出本征积的概念,证明了S上的Laplace定理,由此推出所有互补基本矩阵的行列式相等,且任意两个互补基本矩阵的行列式中的非零项均一一对应相等.在一个互补基本矩阵的行列式中,对于确定非零项的任一置换,给出了在另一个互补基本矩阵的行列式中找到置换使其确定相同非零项的方法.

关键词：极大加代数对称代数互补基本矩阵 Laplace定理行列式

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