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第二届全国统计物理与复杂系统学术会议暨第七届海峡两岸统计物理研讨会

作者：刘中强李英骏张广财姜素蓉孔祥木曲阜师范大学物理工程学院曲阜273165中国中国矿业大学(北京)理学院北京100083中国中国矿业大学(北京)理学院北京100083中国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中国曲阜师范大学物理工程学院曲阜273165中国

最新实验表明悬浮极性液膜仅在交叉电场的驱动下就可以实现多种模式的可控电流体流动(转动或振动),相应实验设备被称为"液膜马达"。它们在基础研究和工程应用方面具有广阔的应用前景,但是其动力学机理不详。我们假设外电场中... 详细信息

最新实验表明悬浮极性液膜仅在交叉电场的驱动下就可以实现多种模式的可控电流体流动(转动或振动),相应实验设备被称为"液膜马达"。它们在基础研究和工程应用方面具有广阔的应用前景,但是其动力学机理不详。我们假设外电场中的悬浮水膜为带有等效电偶极矩的塑性流体,成功构建了能够描述直流水膜马达和交流水膜马达运动特征的含时动力学模型[1,2],解析地给出了液膜转动角(线)速度随时空演化的规律,系统地解释了直流水膜马达和交流水膜马达的主要实验结果,并预言了交流水膜马达振动时的主要动力学特征。

关键词：电流体流动悬浮液膜极性液体

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混沌微扰导致的量子退相干

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物理学报 2012年第24期61卷 25-29页

作者：赵文垒王建忠豆福全北京理工大学物理学院北京100081 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 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京100084

研究了无限深势阱内两个粒子的耦合导致的量子退相干和量子行为趋近于经典混沌运动的过程.当一个粒子的质量减小时,它对另外一个粒子经典混沌扩散的影响逐渐减小.强混沌机理使得轻粒子的作用类似于噪声,从而有效得抑制另外一个粒子的量... 详细信息

研究了无限深势阱内两个粒子的耦合导致的量子退相干和量子行为趋近于经典混沌运动的过程.当一个粒子的质量减小时,它对另外一个粒子经典混沌扩散的影响逐渐减小.强混沌机理使得轻粒子的作用类似于噪声,从而有效得抑制另外一个粒子的量子相干性.轻粒子的退相干效应随着有效普朗克常数的减小逐渐增强.在这个过程中,另外一个粒子的量子扩散从动力学局域化行为逐渐过渡到经典极限.当有效普朗克常数足够小时,它的量子扩散与经典混沌扩散相符合.该粒子的线性墒随时间演化迅速趋近于饱和值,并且饱和值随着有效普朗克常数减小以指数函数形式从零趋近于1.

关键词：退相干量子-经典过渡量子混沌

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相对论质量修正效应对超高次谐波的影响

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物理学报 2012年第17期61卷 206-211页

作者：郭福明陈基根杨玉军曾思良吉林大学原子与分子物理研究所长春130012 台州学院物理与电子工程学院物理与材料工程系台州318000 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

通过分别求解含时狄拉克方程和含时薛定谔方程,研究了一维模型原子在相对论超强激光脉冲作用下的超高次谐波发射过程.研究结果表明:在弱场强条件下,相对论的模拟结果可以退化到非相对论的结果;随着场强的增强,可以逐渐观察到明显的相对... 详细信息

通过分别求解含时狄拉克方程和含时薛定谔方程,研究了一维模型原子在相对论超强激光脉冲作用下的超高次谐波发射过程.研究结果表明:在弱场强条件下,相对论的模拟结果可以退化到非相对论的结果;随着场强的增强,可以逐渐观察到明显的相对论质量修正效应.此外,根据发展的相对论的"三步"模型并结合小波时频分析方法,分析了谐波平台的截止位置和发射效率.

关键词：高次谐波相对论质量修正效应含时Dirac方程

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三色激光控制量子路径生成短于30阿秒的孤立脉冲

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物理学报 2012年第12期61卷 182-187页

作者：陈基根曾思良杨玉军程超台州学院物理与电子工程学院物理与材料工程系台州318000 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 吉林大学原子与分子物理研究所长春130012

采用多周期的800 nm钛宝石激光组合1600 nm中红外脉冲辐照氦离子产生高次谐波发射功率谱.相对于单色场情形,谐波谱出现明显的双平台结构,且在第二平台区出现了光滑的连续辐射谱,其转化效率相对于第一平台低了约两个数量级.通过附加脉宽... 详细信息

采用多周期的800 nm钛宝石激光组合1600 nm中红外脉冲辐照氦离子产生高次谐波发射功率谱.相对于单色场情形,谐波谱出现明显的双平台结构,且在第二平台区出现了光滑的连续辐射谱,其转化效率相对于第一平台低了约两个数量级.通过附加脉宽为1 fs的27次谐波脉冲到双色激光场的特定时域,可以控制电子电离在半个光学周期内迅速提升,获得了由单一短量子路径贡献的连续辐射谱,使得第二平台区谐波的转化效率相对于组合场情形增强4个数量级,且连续谱的频谱范围从第二平台区扩展到第一平台区,叠加该连续谱190次到285次谐波生成了脉宽为29 as的强、短孤立脉冲.

关键词：组合激光谐波脉冲阿秒脉冲

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激光等离子体模拟研究日地磁场活动特征

激光等离子体模拟研究日地磁场活动特征

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第八届全国激光技术与光电子学学术会议

作者：董全力仲佳勇施建荣江少恩丁永坤蒋柏彬杜凯华能乔占峰黄奎喜陈明王首钧贺贤土郁明阳刘全生王水唐永健朱健强赵刚盛政明张杰袁大伟陆全明黄灿刘勋李玉同林晓宣魏会冈鲁东大学物理与光电工程学院山东烟台 264205 中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京 100190 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室北京 100012 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳 621900 中国科学院高功率激光物理重点实验室上海 201800 中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京 100190 北京应用物理与计算数学研究所北京 100094 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所浙江杭州 310027 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所浙江杭州 310027 鲁尔大学理论物理研究所德国波鸿 D-44780 马里兰大学帕克分校物理系美国马里兰 University Park 20742 中国科学技术大学中国科学院基础等离子体物理重点实验室安徽合肥 230026 中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京 100190 上海交通大学物理系教育部激光等离子体物理研究重点实验室上海 200240

激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征.一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片.另一方面,实验发现存在... 详细信息

激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征.一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片.另一方面,实验发现存在三个电子扩散区(EDR),这与欧洲空间局Cluster卫星先后在2003年和2005年发现的分别处于地磁尾重联区中间部位及两侧分形线位置的两类EDR结构相似.所不同的是,在激光等离子体磁重联实验中,两类EDR在一次重联过程中产生,但中心EDR出现时间晚于两侧EDR,且其发展速度更快,喷流速度接近或者超过迎流Alfven速度.通过对太阳耀斑附近、地磁尾重联区以及激光等离子体自生磁场重联区位置等离子体的参数比较,显示三者在一定程度上具有Euler-Alfven相似性,这表明可以通过激光等离子体自生磁场的重联过程来研究其他两种等离子体中的磁重联现象.

关键词：日地磁场活动激光等离子体磁重联实验耀斑结构电子扩散区

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高阶阈上电离增强的干涉机制

高阶阈上电离增强的干涉机制

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中国物理学会2013年秋季学术会议

作者：全威 Dejan B.Milo(s)evi(c) Wilhelm Becker 赖炫扬陈永菊王传亮柳晓军郝晓雷陈京 Elvedin Hasovi(c) Mustafa Busulad(z)i(c) 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湖北省武汉市武昌区小洪山西区30 号 430071 萨拉热窝大学理学院波斯尼亚和黑塞哥维那萨拉热窝市Zmaja od Bosne区35号 71000 马克思波恩研究所德国柏林马克思波恩大街2a12489 北京应用物理与计算数学研究所北京市海淀区丰豪东路2号 100088

当处于飞秒激光场中时,原子和分子往往可以吸收多于电离所必须的最小数目的光子,并在光电子能谱上形成一系列等间隔的谱峰,这一现象被称为阈上电离(ATI)[1]。在长波长和高光强极限,ATI过程可以用一个简单的三步模型来理解[2]：首先,价... 详细信息

当处于飞秒激光场中时,原子和分子往往可以吸收多于电离所必须的最小数目的光子,并在光电子能谱上形成一系列等间隔的谱峰,这一现象被称为阈上电离(ATI)[1]。在长波长和高光强极限,ATI过程可以用一个简单的三步模型来理解[2]：首先,价电子发生隧穿电离成为自由电子;然后,这个自由电子随着激光电场的振荡而被加速;最终,部分电子会回到原子实的附近,并与原子实发生弹性散射从而获得非常高的动能。

关键词：超快激光场高阶阈上电离分子电离

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玻璃中失效波产生和传播的理论模型和数值模拟

玻璃中失效波产生和传播的理论模型和数值模拟

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第五届全国计算爆炸力学会议

作者：张延耿段卓平楼建锋张树道北京应用物理与计算数学研究所北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

基于soda lime玻璃中失效波产生和传播规律的研究结果,建立了弹性统计微裂纹理论模型,用于描述冲击压缩作用下脆性材料的损伤演化规律。将该模型嵌入LS-DYNA有限元程序,模拟了不同加载条件下soda lime玻璃的平板碰撞,所得横向应力和自... 详细信息

基于soda lime玻璃中失效波产生和传播规律的研究结果,建立了弹性统计微裂纹理论模型,用于描述冲击压缩作用下脆性材料的损伤演化规律。将该模型嵌入LS-DYNA有限元程序,模拟了不同加载条件下soda lime玻璃的平板碰撞,所得横向应力和自由面粒子速度曲线均可用来表征失效波破坏现象。根据数值模拟结果分析不同冲击速度下失效波的传播规律,与实验测量结果符合较好。

关键词：失效波弹性统计微裂纹模型数值模拟 soda lime玻璃

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多核体系结构上迭代方法的通信与计算比分析

多核体系结构上迭代方法的通信与计算比分析

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2012全国高性能计算学术年会

作者： XU Xiao-Wen 徐小文 MO Ze-Yao 莫则尧 High Performance Computing Center Laboratory of Computational PhysicsInstitute of Applied Physics a 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心计算物理重点实验室北京 100094

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点... 详细信息

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点通信和全局规约通信，是影响迭代方法并行可扩展性能的主要瓶颈。多核体系结构需要并行迭代方法适应更细粒度的并行计算，通信与计算比对并行性能的影响更为突出。针对多核体系结构特征，本文分析并行迭代方法的通信与计算比。具体地，引入渐近规模，即满足加速条件的计算规模下界，来反映并行迭代方法适应细粒度计算的能力，并由此刻画通信与计算比。基于此，在一台包含128 个双路四核计算节点的并行机上(共1024 个CPU 核)，分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP)，分析了几类常用迭代方法的通信与计算比。数值结果表明，基于MPI 的纯进程并行性能受限于内积计算的渐近规模，难以适应多核体系结构上的大规模计算。基于MPI/OpenMP 的进程/线程混合并行可缓解进程间的MPI 通信开销，降低渐近规模，改善并行可扩展性能。基于这些结果，从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向更大规模的多核系统，降低通信与计算比的途径和方法。

关键词：高性能计算机多核体系结构迭代方法并行可扩展

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曙光6000计算机数万核大规模计算复杂应用的性能测试与分析

曙光6000计算机数万核大规模计算复杂应用的性能测试与分析

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2012全国高性能计算学术年会

作者： QIN Guiming 秦桂明 ZHAO Weibo 赵伟波 WANG Wei 王伟 CAO Xiaolin 曹小林 ZHANG Aiqing 张爱清 High Performance Computing Center Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beiji 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 High Performance Computing Center Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beiji 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国防科技重点实验室北京 100094

面向大规模工程计算,JASMIN 框架在并行使能技术和数值算法上进行了发展和完善.2.0 版JASMIN 框架保持编程接口兼容,无需用户修改程序,可直接提升已有程序的并行可扩展能力.JASMIN 框架在曙光6000等多台高性能计算机上的成功安装表明,JA... 详细信息

面向大规模工程计算,JASMIN 框架在并行使能技术和数值算法上进行了发展和完善.2.0 版JASMIN 框架保持编程接口兼容,无需用户修改程序,可直接提升已有程序的并行可扩展能力.JASMIN 框架在曙光6000等多台高性能计算机上的成功安装表明,JASMIN 可直接在不同架构的高性能计算机上移植使用.为考察应用程序在JASMIN 框架支撑下的并行可扩展能力,在曙光6000 超级计算机上测试和分析了激光聚变、材料科学、高功率微波等领域中典型的数值模拟应用.这些应用具有多物理、多尺度、高温高压、复杂三维构型等复杂性特征.测试结果表明这些应用程序在数万核上的并行效率可达到50％以上,具有很好的并行可扩展性.

关键词：计算机大规模数值复杂应用并行自适应结构网格支撑软件框架性能测试

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热传导方程三层并行差分格式初始条件的计算

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计算物理 2011年第4期28卷 488-492页

作者：左风丽崔霞袁光伟北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100088 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

给出二维热传导问题的三层差分格式初始条件的一种显式计算方法,对于由此形成的内边界预估校正三层并行差分算法,证明稳定性和收敛性定理.并行数值试验表明,方法稳定,且与通常采用隐式格式计算初始条件的方法相比,易于程序实现;与已有... 详细信息

给出二维热传导问题的三层差分格式初始条件的一种显式计算方法,对于由此形成的内边界预估校正三层并行差分算法,证明稳定性和收敛性定理.并行数值试验表明,方法稳定,且与通常采用隐式格式计算初始条件的方法相比,易于程序实现;与已有的扰动算法相比,能大幅度减小误差.

关键词：三层差分格式初始条件稳定显式计算方法

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