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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第10期54卷 2-29页

作者：刘昌文肖左利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 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871 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

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制... 详细信息

Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制并建立相应的理论模型,不仅具有深远的科学意义,而且对实际工程应用具有重要的理论支撑作用.本文详细综述了自1955年Layzer提出势流理论模型以来,学术界在平面单模RT和RM不稳定性界面顶点演化预测方面所取得的一系列研究进展.研究内容涵盖了影响不稳定性发展的多种关键因素,包括初始扰动形式、流体密度比、涡量、表面张力、黏性和可压缩性等.同时,本文深入探讨了这些因素之间的非线性耦合关系和背后的物理机理,并分析了向汇聚几何扩展时由于几何效应所产生的附加影响.最后,本文对单模不稳定性理论未来的发展方向和研究重点提出了展望.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性界面顶点演化 Layzer势流理论

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一种求解二维球坐标系中子输运方程的并行SN算法

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计算物理 2021年

作者：蔡颖张存波刘旭范征锋刘元元徐小文张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心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

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方... 详细信息

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方向的并行度，提出新的能群流水并行方法，并进一步地通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明，该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题，在某国产并行机1920核上，并行程序获得了71%的并行效率。

关键词：中子输运方程源迭代SN算法有向图并行算法

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预脉冲在毛细管快放电软x射线激光中的作用

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物理学报 2005年第10期54卷 4979-4984页

作者：程元丽栾伯含吴寅初赵永蓬王骐郑无敌彭惠民杨大为哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国原子能科学研究院北京102413

在一台毛细管快放电软x射线激光实验装置上,在相同主脉冲条件下(电流峰值18—30kA,半周期80ns),通过观测放电产生的软x射线辐射,研究了该装置固有的高幅值(2—5kA)和外加的低幅值(10—20A)两种预脉冲,对聚乙烯毛细管和高纯度陶瓷毛细管(... 详细信息

在一台毛细管快放电软x射线激光实验装置上,在相同主脉冲条件下(电流峰值18—30kA,半周期80ns),通过观测放电产生的软x射线辐射,研究了该装置固有的高幅值(2—5kA)和外加的低幅值(10—20A)两种预脉冲,对聚乙烯毛细管和高纯度陶瓷毛细管(99·9%)放电的管壁烧蚀及等离子体状态的影响.采用装置固有的几kA预脉冲和聚乙烯毛细管,放电过程中产生了大量的管壁烧蚀,并且这种情况下的等离子体均匀性差,没有可能获得激光输出.而采用20A的预脉冲和高纯度陶瓷毛细管,管壁烧蚀量大大减少,预电离等离子体的均匀性好,在这种情况下,实验上利用x射线二极管观测到了激光尖峰信号.

关键词：预脉冲毛细管放电软x射线激光软X射线激光放电过程毛细管等离子体状态实验装置软x射线辐射 X射线二极管

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蒙特卡罗程序MCNP-Ⅱ与MCNP-5并行效率比较

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计算机工程与科学 2009年第A01期31卷 185-187,213页

作者：邓力张文勇徐涵李刚北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

通过MCNP-5程序MPI并行功能开发,与早前作者对MCNP-4C串行程序进行MPI并行化的程序MCNP-Ⅱ进行比较,两个程序均能运行在YH大型并行计算机上,且不同规模、不同处理器的计算结果基本一致。比较显示,MC-NP-Ⅱ在计算效率和并行可扩展性方面... 详细信息

通过MCNP-5程序MPI并行功能开发,与早前作者对MCNP-4C串行程序进行MPI并行化的程序MCNP-Ⅱ进行比较,两个程序均能运行在YH大型并行计算机上,且不同规模、不同处理器的计算结果基本一致。比较显示,MC-NP-Ⅱ在计算效率和并行可扩展性方面均优于MCNP-5。

关键词：蒙特卡罗 MCNP MPI 并行化可扩展

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飞片加载产生正弦冲击波及其波阵面演化模拟

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高压物理学报 2011年第1期25卷 23-28页

作者：马小娟刘福生李一磊于明李永宏彭小娟经福谦西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031 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流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

飞片加载冲击波小扰动实验方法是目前测量高温高压下物质粘性的实用方法之一,针对飞片碰撞小扰动实验,采用二维Navier-Stokes方程的差分方法,研究了金属铝中复杂压力流场的演化过程,给出了这类特定冲击波流场中正弦形扰动振幅振荡衰减... 详细信息

飞片加载冲击波小扰动实验方法是目前测量高温高压下物质粘性的实用方法之一,针对飞片碰撞小扰动实验,采用二维Navier-Stokes方程的差分方法,研究了金属铝中复杂压力流场的演化过程,给出了这类特定冲击波流场中正弦形扰动振幅振荡衰减特性与粘性系数之间的定量关系。结果表明:数值解比以往用于分析冲击波小扰动实验的解析解结果更接近实际的实验条件,得到的粘性系数值更具合理性,具有重要的应用价值。结合实验数据,数值计算分析的结果表明,金属铝在78 GPa冲击压力和3×106s-1应变率条件下的等效剪切粘性系数值为(2.8±0.1)kPa.s。

关键词：粘性系数二维Navier-Stokes方程冲击波阵面正弦形扰动

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氢离子与里德堡态锂原子碰撞中的电荷转移过程

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原子与分子物理学报 2007年第B8期24卷 58-60页

作者：赵益清刘玲薛平王建国清华大学物理系原子分子纳米科学教育部重点实验室北京100084 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

利用双中心原子轨道强耦合方法研究了H+离子与里德堡态的Li(5d)原子碰撞的电荷转移过程,计算了5d电子转移到氢原子各个次壳层的态选择截面及总截面.研究了态选择截面随俘获电子主量子数及角量子数变化的规律,并尝试给出了解析的标度关系... 详细信息

利用双中心原子轨道强耦合方法研究了H+离子与里德堡态的Li(5d)原子碰撞的电荷转移过程,计算了5d电子转移到氢原子各个次壳层的态选择截面及总截面.研究了态选择截面随俘获电子主量子数及角量子数变化的规律,并尝试给出了解析的标度关系;探讨了标度规律随入射粒子能量的变化,分析了高激发态电子电荷转移过程的动力学机制.

关键词：电子俘获过程双中心原子轨道强耦合方法里德堡态

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氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究

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物理学报 2010年第9期59卷 6480-6486页

作者：宋婷婷何捷林理彬陈军西华师范大学物理与电子信息学院南充637002 四川大学物理系辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

本文利用第一性原理方法研究了金红石相和单斜相VO2晶体的电子结构和热力学性质.在计算中采用局域密度近似结合Hubbard U模型(LDA+U)描述电子的局域强关联效应,同时也利用微扰密度泛函方法计算了两种相结构的声子谱.计算结果表明V原子3... 详细信息

本文利用第一性原理方法研究了金红石相和单斜相VO2晶体的电子结构和热力学性质.在计算中采用局域密度近似结合Hubbard U模型(LDA+U)描述电子的局域强关联效应,同时也利用微扰密度泛函方法计算了两种相结构的声子谱.计算结果表明V原子3d电子轨道中x2-y2轨道能级分裂决定了VO2晶体在不同相结构下的金属和绝缘体特性.零温状态方程计算揭示了在68GPa时可以发生从单斜结构到金红石结构的压致相变,而V原子3d和3s轨道电子与O原子2p轨道电子的强关联效应是导致VO2晶体发生压致相变的主要原因.同时,通过对系统的吉布斯自由能计算得到了与实验结果较好符合的热致相变温度(375K).

关键词： VO2 相变第一性原理

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间接驱动快点火锥壳靶锥体材料燃料混合问题研究

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强激光与粒子束 2015年第3期27卷 151-156页

作者：周维民单连强吴俊峰蔡洪波刘东晓刘红杰毕碧张锋王为武吴凤娟朱斌吴玉迟温贤伦何颖玲周沧涛曹莉华吴思忠魏来曹柱荣袁铮杨志文谷渝秋张保汉中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理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京10088 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

与中心点火相比,快点火将压缩和点火过程分开,大大放宽了对压缩对称性和驱动能量的要求。通过在神光Ⅱ激光装置上开展了快点火锥壳靶预压缩实验研究,利用X射线背光分幅照相方法观察到了清晰完整的快点火锥壳靶内爆压缩过程,并利用阿贝... 详细信息

与中心点火相比,快点火将压缩和点火过程分开,大大放宽了对压缩对称性和驱动能量的要求。通过在神光Ⅱ激光装置上开展了快点火锥壳靶预压缩实验研究,利用X射线背光分幅照相方法观察到了清晰完整的快点火锥壳靶内爆压缩过程,并利用阿贝反演结合剩余烧蚀质量的方法得到了不同时刻燃料密度、面密度分布数据,当前实验条件下获得的最大压缩密度和面密度分别为30g/cm3和50mg/cm2;为解决金柱腔M带对导引锥的预热以及由此导致的燃料-锥体材料混合问题,提出了一种在锥体表面镀低Z材料的方法,实验和辐射流体数值模拟结果验证了该方法的有效性,该方法的成功解决了间接驱动快点火激光聚变的重要关键技术问题。

关键词：快点火间接驱动激光聚变锥壳靶燃料混合

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非稳腔氧碘激光器近场杂散光传输特性

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光学学报 2014年第2期34卷 151-157页

作者：魏继锋常艳黄德权周山苏毅安建祝孙利群张凯中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 清华大学精密计量与仪器科学国家重点实验室北京100084 中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

氧碘高能激光近场存在较多的杂散光,这些光会严重影响光束传输和光束质量控制。通过对杂散光的产生机理、类型和传输规律的分析和模拟确定了不同类型杂散光的测量方法。利用两个能量计测量了30m通道自由传输时的传输效率,利用测试光阑... 详细信息

氧碘高能激光近场存在较多的杂散光,这些光会严重影响光束传输和光束质量控制。通过对杂散光的产生机理、类型和传输规律的分析和模拟确定了不同类型杂散光的测量方法。利用两个能量计测量了30m通道自由传输时的传输效率,利用测试光阑获得了通道内杂散光角谱曲线和镜面散射光能量。实验表明30m通道自由传输时的能量损失约为5.2%,杂散光的角谱随着传输距离的增加逐渐增大,角谱也会随着光束质量的恶化显著增加。利用角谱曲线可以获得通道内任意位置处光阑上的热负荷,这为高能激光热管理技术奠定了坚实的基础。

关键词：激光光学化学氧碘激光杂散光光阑角谱传输

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Xe介质极紫外光源时间特性及最佳条件研究

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物理学报 2013年第24期62卷 215-221页

作者：赵永蓬徐强肖德龙丁宁谢耀李琦王骐哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室哈尔滨150080 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

理论和实验上研究了Xe介质毛细管放电极紫外光源等离子体时间特性和最佳条件.从理论上建立了Xe介质一维辐射磁流体力学模型,模拟了不同气压和电流条件下等离子体压缩和辐射特性;实验上测量了放电电流30 kA时不同气压条件下13.5 nm(2%带... 详细信息

理论和实验上研究了Xe介质毛细管放电极紫外光源等离子体时间特性和最佳条件.从理论上建立了Xe介质一维辐射磁流体力学模型,模拟了不同气压和电流条件下等离子体压缩和辐射特性;实验上测量了放电电流30 kA时不同气压条件下13.5 nm(2%带宽)动态特性.理论和实验结果表明:不同放电电流条件下,存在最佳气压值,最佳气压随着电流的增加而增加;同时,电流增加时,13.5 nm(2%带宽)辐射光强峰值时刻减小.

关键词：极紫外光刻光源毛细管放电磁流体力学 Xe等离子体

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