检索结果-内蒙古大学图书馆

计算数学 2013年第3期35卷 305-322页

作者：任志茹中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室北京100190

三阶线性常微分方程在天文学和流体力学等学科的研究中有着广泛的应用.本文介绍求解三阶线性常微分方程由Sinc方法离散所得到的线性方程组的结构预处理方法.首先,我们利用Sinc方法对三阶线性常微分方程进行离散,证明了离散解以指数阶收... 详细信息

三阶线性常微分方程在天文学和流体力学等学科的研究中有着广泛的应用.本文介绍求解三阶线性常微分方程由Sinc方法离散所得到的线性方程组的结构预处理方法.首先,我们利用Sinc方法对三阶线性常微分方程进行离散,证明了离散解以指数阶收敛到原问题的精确解.针对离散后线性方程组的系数矩阵的特殊结构,提出了结构化的带状预处理子,并证明了预处理矩阵的特征值位于复平面上的一个矩形区域之内.然后,我们引入新的变量将三阶线性常微分方程等价地转化为由两个二阶线性常微分方程构成的常微分方程组,并利用Sinc方法对降阶后的常微分方程组进行离散.离散后线性方程组的系数矩阵是分块2×2的,且每一块都是Toeplitz矩阵与对角矩阵的组合.为了利用Krylov子空间方法有效地求解离散后的线性方程组,我们给出了块对角预处理子,并分析了预处理矩阵的性质.最后,我们对降阶后二阶线性常微分方程组进行了一些比较研究.数值结果证实了Sinc方法能够有效地求解三阶线性常微分方程.

关键词：三阶线性常微分方程 Sinc方法收敛性分析预处理子特征值估计

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次临界能源堆物理设计进展

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强激光与粒子束 2014年第10期26卷 21-31页

作者：李茂生师学明刘荣鹿心鑫朱通华王新华余泳严钧唐涛贾建平程和平蒋洁琼栗再新杨永伟吴宏春北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院科技信息中心四川绵阳621900 表面物理与化学重点实验室四川绵阳621907 中国核电工程有限公司北京100840 中国科学院合肥物质研究院合肥230031 核工业西南物理研究院.成都610041 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORG... 详细信息

聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORGS计算了混合能源的燃耗,给出了中子有效增殖因数、能量放大倍数和氚增殖比等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。论述了混合堆的热工设计并进行了安全分析。对于燃耗数值模拟程序,通过多家对算,保证其计算结果的可信性。针对次临界能源堆的特点,利用贫铀球壳建立了贫铀聚乙烯装置和贫铀LiH装置,并且专门设计加工了天然铀装置,开展铀裂变率、造钚率、产氚率等中子学积分实验,验证了数值模拟的可靠性。

关键词：聚变-裂变混合堆热工水力燃料循环中子学积分实验

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复合材料特征值的高阶多尺度Rayleigh商校正

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计算数学 2013年第4期35卷 431-448页

作者：张磊曹礼群解放军后勤学院后勤管理系北京100858 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 LSEC NCMIS中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190

本文讨论了周期结构复合材料特征值的多尺度计算,提出了高阶多尺度Rayleigh商校正算法,并给出了收敛性分析.最后,通过大量数值实验结果表明,新算法是有效且必要的.

关键词：复合材料特征值高阶多尺度校正 Rayleigh商

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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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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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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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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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TE_(01)-TE_(11)模式转换器的带宽特性

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强激光与粒子束 2013年第3期25卷 689-692页

作者：王强周海京杨春李彪叶建中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 清华大学工程物理系北京100084 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对模式转换器设计中在相同的中心频点转换效率下模式转换器越短带宽越宽的传统观点,研究发现了最佳长度的存在,即当结构长度大于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而减小,当结构长度小于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而增加。通过... 详细信息

针对模式转换器设计中在相同的中心频点转换效率下模式转换器越短带宽越宽的传统观点,研究发现了最佳长度的存在,即当结构长度大于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而减小,当结构长度小于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而增加。通过对中心频率35GHz、半径13.6mm的TE01-TE11模式转换器进行的验证发现,最佳长度为550mm,此时带宽达到最大值6.28%。

关键词：耦合波模式转换器迭代法带宽特性

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紧凑型宽带TE_(01)-TE_(02)模式转换器

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强激光与粒子束 2013年第2期25卷 415-418页

作者：王强周海京杨春李彪中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 清华大学工程物理系北京100086 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

在传播常数随半径变化的情况下近似分析了两模转换条件,得到了模式转换器的初始结构,然后调用迭代法进行优化,最终能得到结构紧凑、带宽较宽、转换效率高的模式转换器。设计了两周期的Ka波段和一周期的W波段TE01-TE02模式转换器,带宽(... 详细信息

在传播常数随半径变化的情况下近似分析了两模转换条件,得到了模式转换器的初始结构,然后调用迭代法进行优化,最终能得到结构紧凑、带宽较宽、转换效率高的模式转换器。设计了两周期的Ka波段和一周期的W波段TE01-TE02模式转换器,带宽(转换效率95%以上频带宽度)分别达到2.47,8GHz。CST仿真结果与耦合波仿真程序计算结果吻合较好,验证了该方法的有效性。

关键词：过模波导耦合波模式转换器迭代法

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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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