检索结果-内蒙古大学图书馆

空气动力学学报 2024年第9期42卷 1-13,I0001页

作者：谢寒松肖梦娟张又升北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心北京100871 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理全国重点实验室北京100088

准确预测由Rayleigh-Taylor(RT)、Richtmyer-Meshkov(RM)和Kelvin-Helmholtz(KH)等流体力学界面不稳定性诱导的湍流混合问题具有重要的科学意义和工程价值。在工程实践中,利用雷诺平均湍流模型(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)模拟上述问题是当前及可见的未来最主流的方法。RANS模型主要包括物理模型和模型系数两方面。然而,在实际工程中,存在各类复杂性问题及其相互耦合,使得采用同一套RANS模型统一预测不同混合问题变得极具挑战,而这又是RANS模型能落地工程应用的前提条件。为解决上述问题,本研究直面工程应用,基于整体论思维观提出了实现RANS渐近理想统一预测的新思路,给出了系统确定湍流混合模型系数的新方法,并将其应用至混合领域内的k-L、k-ε和BHR三类(含亚类)主流的RANS混合模型,均实现了同一套湍流混合模型对不同混合问题的统一预测,证明了所提思路和方法在混合领域的适用性和鲁棒性。本工作可为RANS湍流混合模型的工程化应用奠定基础,其核心思路也可望延拓应用至其他领域的湍流模型上。

关键词：湍流混合统一预测 RANS模型模型系数

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一种改进的多介质ALE动量重映算法

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北京理工大学学报 2020年第4期40卷 452-460页

作者：王成栗皓李涛贾祖朋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

传统多介质任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法在解决强间断、大变形等问题时,采用现有的重分重映算法进行计算会出现耗散现象.在计算过程中,为保证计算结果的可靠性并提高算法的鲁棒性,往往需要多次的重分重映计算,... 详细信息

传统多介质任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法在解决强间断、大变形等问题时,采用现有的重分重映算法进行计算会出现耗散现象.在计算过程中,为保证计算结果的可靠性并提高算法的鲁棒性,往往需要多次的重分重映计算,导致耗散现象更加严重,甚至出现非物理的计算结果.通过对传统重映算法进行测试和分析研究,发现了重映过程中数值耗散的产生机理,并对传统重映算法进行了改进,使得其在满足质量守恒、动量守恒和能量守恒的基础上,更好地还原重分重映前的物理场空间分布,从而提高了重映算法的计算精度和计算结果的可靠性,有效解决流体力学中强间断、高密度比、高压力比和强冲击等问题.

关键词：动量重映 ALE算法多介质计算强间断

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基于多绘制管线的大规模并行体绘制性能优化技术

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计算机工程 2024年第8期50卷 207-215页

作者：王华维刘若妍艾志玮曹轶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 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担... 详细信息

针对数值模拟输出的大规模科学数据,体绘制方法为了刻画复杂物理特征,会进行高密度光线采样,但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上,由于处理器单核的计算能力低于商业CPU,只能使用更多的处理器核来分担体绘制任务,从而引起了采样数据并行通信的可扩展性瓶颈。为充分利用国产自主CPU高性能计算机来高效完成体绘制任务,针对大规模并行体绘制提出一种基于多绘制管线的性能优化技术,通过多管线、多进程的两级并行模式来降低单条管线的并行规模。在大规模并行体绘制中,该技术将绘制目标图像划分成多个子区域,绘制进程则相应分组,每个进程组独立执行一条绘制管线,以完成图像相应子区域的绘制,最后再收集所有的图像子区域,形成完整图像并输出。实验结果表明,优化后的体绘制算法在国产自主CPU高性能计算机上可以扩展到万核规模,并能有效完成体绘制任务。

关键词：体绘制多管线两级并行并行可扩展性性能优化

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Au激光等离子体的双电子复合速率系数

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物理学报 2002年第12期51卷 2740-2744页

作者：易有根郑志坚颜君李萍方泉玉邱玉波湘潭师范学院物理系中国工程物理研究院高温高密度等离子体物理国家重点实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所

基于准相对论多组态Hartree Fock理论和扭曲波近似 ,采用组态平均的方法 ,从头计算了类铁金离子类镓金离子的双电子复合速率系数 ,计算中包含了大量稠密的自电离能级 ,由于宽广的自电离能级分布和极其复杂的级联效应 ,造成高Z材料Au的... 详细信息

基于准相对论多组态Hartree Fock理论和扭曲波近似 ,采用组态平均的方法 ,从头计算了类铁金离子类镓金离子的双电子复合速率系数 ,计算中包含了大量稠密的自电离能级 ,由于宽广的自电离能级分布和极其复杂的级联效应 ,造成高Z材料Au的双电子复合速率系数不同于低Z元素的特征 ,与现有文献的类镍金离子比较 ,结果表明 ,在“神光Ⅱ”实验装置诊断的电子温度约为 2keV ,电子密度约为 6× 10 2 1 cm- 3,Au激光等离子体不同理论之间的双电子复合速率系数误差不到 10 % .这对于使用超组态碰撞辐射模型模拟Au的激光等离子体M带细致谱 5f— 3d跃迁的平均电离度和电荷态分布 ,推动诊断学的发展是切实可行的 .

关键词： Au 激光等离子体双电子复合类铁金离子-类镓金离子复合速率系数等离子诊断

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二维任意凸四边形网格的MoF界面重构解析算法

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北京理工大学学报 2021年第4期41卷 380-387页

作者：王成孔泽宇李涛贾祖朋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

流体矩量(MoF)方法是近年来发展的一种分段线性网格重构方法,在多物质任意拉格朗日-欧拉(MMALE)方法中应用广泛.针对传统MoF方法在进行界面重构时采用迭代算法的低效问题,本文提出了一种针对凸四边形网格界面的解析解求法,代替传统的迭... 详细信息

流体矩量(MoF)方法是近年来发展的一种分段线性网格重构方法,在多物质任意拉格朗日-欧拉(MMALE)方法中应用广泛.针对传统MoF方法在进行界面重构时采用迭代算法的低效问题,本文提出了一种针对凸四边形网格界面的解析解求法,代替传统的迭代求解方法应用在传统的MoF方法之中,基于Fortran语言编写了数值仿真程序;典型计算算例的结果证明本文提出的新方法大幅提高了界面重构过程的效率.

关键词：任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法流体矩量(MoF)方法界面重构解析解

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低压长脉冲载荷下β-HMX单晶滑移系的微观物理化学响应

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物理化学学报 2014年第11期30卷 2024-2034页

作者：宋华杰周婷婷黄风雷洪滔北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学方法,从炸药弹塑性微观机制出发,研究了在低压长脉冲载荷下β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(β-HMX)炸药单晶中最有可能的七组滑移系的微观物理化学响应.模拟结果表明沿着垂直于(001)、(101)... 详细信息

采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学方法,从炸药弹塑性微观机制出发,研究了在低压长脉冲载荷下β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(β-HMX)炸药单晶中最有可能的七组滑移系的微观物理化学响应.模拟结果表明沿着垂直于(001)、(101)、(100)、(011)、(111)、(110)、(010)晶面的长脉冲作用方向,这七组滑移系呈现不同的物理化学响应.体系的剪切应力、能量、温度以及化学反应与长脉冲作用方向存在明显的依赖性:对(010)晶面,体系的剪切应力位垒高,能量和温度升高得快,化学反应很快发生,反应敏感度最高;对(001)晶面,体系的剪切应力位垒低,能量和温度变化缓慢,化学反应很难发生,因此反应敏感度低.滑移系的反应敏感度与滑移面两侧的分子间接触程度(即空间位阻)以及接触原子或基团间的反应活性紧密相关.对空间位阻大且相互接触的原子或基团容易发生反应的方向,滑移系的反应敏感度就高;对空间位阻小或相互接触的原子或基团不容易发生反应的方向,滑移系的反应敏感度就低.具有较高化学反应敏感度的滑移系被认为与单晶炸药中的"热点"起源有关.本研究为进一步发展更加合理和可靠的感度评价方法提供了理论支撑.

关键词： HMX 弹塑性滑移系感度 ReaxFF 分子动力学

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冲击载荷下TATB晶体滑移和各向异性的分子动力学研究

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物理化学学报 2017年第5期33卷 949-959页

作者：周婷婷宋华杰黄风雷北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结... 详细信息

采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法,研究了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)炸药晶体在沿不同方向冲击载荷下的滑移和各向异性。冲击方向分别垂直于(101)、(111)、(011)、(110)、(010)、(100)和(001)晶面,冲击强度为10 GPa。研究结果表明,各冲击方向下可能被激发的滑移系均在{001}面,而其它滑移系均因很大的剪切阻力不容易被激发,这与TATB晶体沿c轴的层状结构和平面分子结构相符。预测了七个冲击方向下最容易被激发的滑移系,分别为(101)/{001}<100>、(111)/{001}<010>、(011)/{001}<010>、(110)/{001}<010>、(010)/{001}<110>、(100)/{001}<120>和(001)/{001}<010>。TATB晶体的冲击响应具有各向异性,动力学过程中体系的应力、能量、温度和化学反应都依赖于冲击方向。对垂直于(100)和(001)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的剪切阻力较高、持续时间较长,使得能量和温度较快升高,化学反应较容易发生;对垂直于(101)和(111)晶面的冲击,体系在滑移过程中遭遇的阻力较小且出现次数少,使得能量和温度缓慢升高,化学反应不易发生;对其余冲击方向,体系的响应居中。据此评价了7个冲击方向的相对敏感程度:(101)、(111)<(011)、(110)、(010)<(100)、(001)。本研究有助于在微观层次深入认识动载荷下TATB的响应机制、结构与性能的关系,为高能低感炸药的设计和研制提供理论参考。

关键词： TATB 冲击滑移各向异性 ReaxFF 分子动力学

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氦离子低温预辐照对不锈钢中氦泡生长抑制作用的Monte Carlo模拟研究

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物理学报 2014年第10期63卷 321-329页

作者：郑晖张崇宏陈波杨义涛赖新春北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900 中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室绵阳621907

实验中已发现氦离子低温预辐照不锈钢材料能有效抑制高温辐照阶段的氦泡生长,但这一结果一直缺少理论解释.基于持续注入粒子的三维格子气模型,采用Monte Carlo模拟方法研究了不同温度模式对氦泡生长行为的影响.研究发现,计算结果能很好... 详细信息

实验中已发现氦离子低温预辐照不锈钢材料能有效抑制高温辐照阶段的氦泡生长,但这一结果一直缺少理论解释.基于持续注入粒子的三维格子气模型,采用Monte Carlo模拟方法研究了不同温度模式对氦泡生长行为的影响.研究发现,计算结果能很好地再现氦离子低温预注入抑制高温氦泡生长的实验现象,其原理为低温预注入时材料中形成了较高数密度的小氦泡,由于氦泡数量较多从而限制了氦泡平均尺寸的增大.

关键词：预辐照氦泡生长抑制作用 Monte Carlo模拟

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多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟

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爆炸与冲击 2014年第2期34卷 167-173页

作者：王晨陈朗刘群皮铮迪胡晓棉北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

建立了炸药颗粒自由堆积三维计算模型,考虑了炸药颗粒尺寸和位置的随机分布、粘结剂对炸药颗粒的包覆和不同组分炸药颗粒间的级配;采用非线性有限元方法,对炸药颗粒由自由堆积到密实装药的压药过程进行模拟,构建了PBX炸药细观结构模型;... 详细信息

建立了炸药颗粒自由堆积三维计算模型,考虑了炸药颗粒尺寸和位置的随机分布、粘结剂对炸药颗粒的包覆和不同组分炸药颗粒间的级配;采用非线性有限元方法,对炸药颗粒由自由堆积到密实装药的压药过程进行模拟,构建了PBX炸药细观结构模型;对多元PBX炸药(HMX+TATB+Estane)细观结构冲击点火过程进行了计算,考虑冲击作用下炸药内部热力耦合作用和自热反应,计算不同组分比例混合炸药的冲击点火性能,分析了炸药组分对冲击点火的影响。研究表明TATB含量增加,混合炸药冲击感度降低。

关键词：爆炸力学细观结构模型三维计算模型 PBX炸药冲击点火

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间断问题的并行多重网格预条件共轭梯度法求解

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计算物理 1998年第1期15卷 36-43页

作者：莫则尧李晓梅张宝琳国防科技大学计算机系北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

首先比较了四种串行多重网格预条件共轭梯度法求解四类典型间断问题时，数值收敛因子与间断类型、间断程度、网格步长的关系；然后，在算法中引入Ｓｃｈｗａｒｚ并行，探讨了并行算法收敛因子与子区域个数的关系，以及Ｓｃｈｗａｒｚ并... 详细信息

首先比较了四种串行多重网格预条件共轭梯度法求解四类典型间断问题时，数值收敛因子与间断类型、间断程度、网格步长的关系；然后，在算法中引入Ｓｃｈｗａｒｚ并行，探讨了并行算法收敛因子与子区域个数的关系，以及Ｓｃｈｗａｒｚ并行的获益。给出了详细的性能比较结果。

关键词：间断问题多重网格预条件并行Schwarz松驰收敛因子并行效率

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