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用Hartree-Fock-Slater-Boltz mann-Saha模型研究等离子体细致组态原子结构及其状态方程

物理学报 2005年第2期54卷 587-593页

作者：姜旻昊孟续军应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

用平均原子自洽势计算等离子体的自由电子背景 ,通过在Hartree Fock Slater自洽场原子结构中引入背景修正计算离子组态结构 ,为Boltzmann Saha方程提供能级参数 ,再通过调节共同的背景电子实现Saha方程与Hartree Fock Slater方程的耦合 ... 详细信息

用平均原子自洽势计算等离子体的自由电子背景 ,通过在Hartree Fock Slater自洽场原子结构中引入背景修正计算离子组态结构 ,为Boltzmann Saha方程提供能级参数 ,再通过调节共同的背景电子实现Saha方程与Hartree Fock Slater方程的耦合 ,自洽求解等离子体细致组态原子结构 ,提高Saha方程的计算精度 .以碳、铝等离子体作为算例 ,分析了本方法的适用范围 .

关键词： Hartree-Fock 自洽原子结构铝等离子体能级状态方程自由电子供能背景范围

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一种含势阱具有混合交换势形式的平均原子模型

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物理学报 2005年第1期54卷 70-77页

作者：贾洪祥孟续军北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

对传统的简单平均原子模型 (AAM)作了改进 :1 使用了动态自由电子判据 ;2 将自由电子分为三种类型 ,分别用分波法和统计方法加以处理 ;3 应用变分原理给出了一种混合形式的交换势取代了Slater势 ;4 应用材料常态常数标定了原子结构中... 详细信息

对传统的简单平均原子模型 (AAM)作了改进 :1 使用了动态自由电子判据 ;2 将自由电子分为三种类型 ,分别用分波法和统计方法加以处理 ;3 应用变分原理给出了一种混合形式的交换势取代了Slater势 ;4 应用材料常态常数标定了原子结构中的参数 .作为算例 ,计算并与实验比较了Fe ,Ni。

关键词：平均原子模型交换势势阱电子压强自由电子变分原理原子结构实验比较 AAM 应用材料

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三角波加载下金属铝动态破坏现象的微观模拟

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物理学报 2013年第7期62卷 339-346页

作者：邵建立王裴何安民秦承森辛建婷谷渝秋北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力... 详细信息

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力学量波形,分析了熔化前后材料的强度变化.通过不同碰撞速度的模拟,讨论了破碎区内物质形态和密度分布的变化,给出了材料破坏深度的变化规律.研究还发现,熔化后材料的动态拉伸强度已显著降低,而此时由声学近似推算的材料拉伸强度已明显高于内部应力直接计算结果.

关键词：破坏分子动力学冲击

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岩石的连续损伤本构模型及在地下爆炸波数值计算中的应用

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岩石力学与工程学报 2004年第13期23卷 2149-2156页

作者：刘文韬王肖钧周钟胡秀章王峰中国科学技术大学力学和机械工程系应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

针对地下爆炸波的基本特点,提出了一种适用于干岩并便于嵌入爆炸应力波数值计算的弹塑性连续损伤本构模型。该模型考虑了含孔隙和微裂纹岩石的剪胀效应和软化效应,并根据岩石不同变形阶段的特征,给出了不同的屈服面形式和损伤演化方程... 详细信息

针对地下爆炸波的基本特点,提出了一种适用于干岩并便于嵌入爆炸应力波数值计算的弹塑性连续损伤本构模型。该模型考虑了含孔隙和微裂纹岩石的剪胀效应和软化效应,并根据岩石不同变形阶段的特征,给出了不同的屈服面形式和损伤演化方程。地下强爆炸波的数值模拟计算结果显示,所建模型是合理的和有效的。

关键词：岩石力学孔隙裂纹损伤本构模型地下强爆炸地下爆炸波剪胀效应

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爆轰波对碰驱动平面锡飞层的动力学及动载行为特征研究

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物理学报 2016年第2期65卷 223-230页

作者：陈大伟王裴孙海权蔚喜军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

强冲击下的物质变形、破坏及诱发的轻重介质混合问题,是内爆压缩科学和工程应用领域的研究重点.本文针对爆轰波对碰条件下的复杂加载动力学过程及其动载破坏形态特征,开展数值模拟研究与极曲线理论分析.设计了爆轰波对碰驱动平面锡飞层... 详细信息

强冲击下的物质变形、破坏及诱发的轻重介质混合问题,是内爆压缩科学和工程应用领域的研究重点.本文针对爆轰波对碰条件下的复杂加载动力学过程及其动载破坏形态特征,开展数值模拟研究与极曲线理论分析.设计了爆轰波对碰驱动平面锡飞层的计算模型,获得了爆轰加载动力学过程及波系相互作用物理图像,分析了锡飞层对碰区自由表面速度历史的典型特征.给出了锡飞层中折射激波对碰发生马赫反射的临界条件,解读了三波结构的传播行为,阐明了对碰区内存在"一维正冲击"区域,一维区外存在单次斜冲击向两次斜冲击过渡的复杂加载动力学过程,提出了对碰区冲击动力学模型,揭示了影响对碰区动载行为特征的机理.数值模拟结果与极曲线理论分析结果相互印证,符合较好.本文的研究成果,将为深入理解和解读对碰区特殊的物质破坏及混合现象提供重要的理论支撑.

关键词：对碰区加载动力学动载行为数值模拟极曲线理论

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多物理数值模拟中一种有效的并行耦合方法

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计算机学报 2007年第9期30卷 1559-1566页

作者：陈军莫则尧北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心与计算物理实验室北京100088

在实现多物理并行数值耦合模拟中,需要处理多个物理过程之间网格、并行区域分解的差异.针对该问题,该文基于三维流体力学与激光传播耦合的并行数值模拟,提出了一种实用的并行耦合方法:引入辅助状态将本地插值与通信相分离;构建并行耦合... 详细信息

在实现多物理并行数值耦合模拟中,需要处理多个物理过程之间网格、并行区域分解的差异.针对该问题,该文基于三维流体力学与激光传播耦合的并行数值模拟,提出了一种实用的并行耦合方法:引入辅助状态将本地插值与通信相分离;构建并行耦合图并定义主导属性,以确定过程间传输的最小数据集合;提供并行数据重分配算法来完成通信.并行数值结果表明:该方法是有效的,在64台处理机上使整体程序获得50.07的加速比.

关键词：并行计算多物理模拟并行数据重分配有向图

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基于面向对象的粒子类模拟并行计算研究

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计算机研究与发展 2007年第10期44卷 1647-1651页

作者：曹小林张爱清莫则尧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实验室北京100088

针对经典分子动力学和PIC方法等粒子类模拟方法具有粒子动态移动、粒子计算局部性好等共性,首先,提出了粒子量数据片对象.该对象是单网格片上的一团粒子,其中网格片是包含多个网格单元的矩形区域.然后,设计了并行算法,包括对象之间的粒... 详细信息

针对经典分子动力学和PIC方法等粒子类模拟方法具有粒子动态移动、粒子计算局部性好等共性,首先,提出了粒子量数据片对象.该对象是单网格片上的一团粒子,其中网格片是包含多个网格单元的矩形区域.然后,设计了并行算法,包括对象之间的粒子迁移和数据交换以及动态负载平衡.最后,在JASMIN框架上具体实现,进而开发了并行经典分子动力学程序和并行PIC程序.在64个处理器上实测表明,并行PIC程序模拟包含3百万个网格、2千万个粒子的复杂物理模型时,获得了80%的并行效率.

关键词：面向对象粒子类模拟方法粒子量数据片动态负载平衡

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凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射现象分析

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物理学报 2016年第2期65卷 231-240页

作者：于明刘全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

凝聚炸药爆轰在边界高声速材料约束下传播时,爆轰波会在约束材料界面上产生复杂的折射现象.本文针对凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射现象展开理论和数值模拟分析.首先通过建立在爆轰ZND模型上的改进爆轰波极曲线理论给出爆轰波... 详细信息

凝聚炸药爆轰在边界高声速材料约束下传播时,爆轰波会在约束材料界面上产生复杂的折射现象.本文针对凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射现象展开理论和数值模拟分析.首先通过建立在爆轰ZND模型上的改进爆轰波极曲线理论给出爆轰波折射类型,然后发展一种求解爆轰反应流动方程的基于特征理论的二阶单元中心型Lagrange计算方法来数值模拟典型的爆轰波折射过程.从改进爆轰波极曲线理论和二阶Lagrange方法数值模拟给出的结果看出,凝聚炸药爆轰波在高声速材料界面上的折射类型有四种:反射冲击波的正规折射、带束缚前驱波的非正规折射、带双Mach反射的非正规折射、带λ波结构的非正规折射.

关键词：爆轰波高声速材料折射爆轰ZND模型

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Bi^(80+)辐射复合过程的计算

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物理学报 2005年第6期54卷 2625-2632页

作者：曾思良逄锦桥李萍李月明颜君王建国北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100080

基于Dirac_Slater自洽场方法,计算了Bi79+离子从低能到高能的光电离截面以及其逆过程Bi80+的辐射复合截面;分析了Kramers公式的适用性;考察了多极效应、相对论效应在不同能区对辐射复合截面的影响;计算了Bi80+离子在电离阈值附近的辐射... 详细信息

基于Dirac_Slater自洽场方法,计算了Bi79+离子从低能到高能的光电离截面以及其逆过程Bi80+的辐射复合截面;分析了Kramers公式的适用性;考察了多极效应、相对论效应在不同能区对辐射复合截面的影响;计算了Bi80+离子在电离阈值附近的辐射复合截面和辐射复合速率系数,考察了自由电子分布函数及电子的温度变化对速率系数的影响,并将计算结果同高精度的储存环合并束实验进行了对比.

关键词：多极计算辐射复合光电离 Bi离子相对论效应等离子体

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爆轰波在炸药-金属界面上的折射分析

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物理学报 2015年第11期64卷 288-297页

作者：于明孙宇涛刘全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

针对爆轰波在炸药-金属界面上折射时由实验获得的金属折射冲击波压力与经典爆轰波极曲线理论预测的压力存在显著差异这一问题,本文展开了进一步的理论和数值模拟分析研究.首先通过分析指出经典爆轰波极曲线理论的缺陷,并对爆轰波极曲线... 详细信息

针对爆轰波在炸药-金属界面上折射时由实验获得的金属折射冲击波压力与经典爆轰波极曲线理论预测的压力存在显著差异这一问题,本文展开了进一步的理论和数值模拟分析研究.首先通过分析指出经典爆轰波极曲线理论的缺陷,并对爆轰波极曲线理论进行了改进,改进爆轰波极曲线理论给出了炸药爆轰波折射类型以及折射冲击作用点处的压力值.然后发展了一个基于次特征理论来数值求解爆轰反应流动控制方程的二阶中心型Lagrange方法,并数值模拟了一个典型的炸药爆轰波折射实验.改进爆轰波极曲线理论和数值模拟分析结果表明,爆轰波折射类型有三种:反射冲击波的正规折射、带Mach反射的非正规折射、无反射波的正规折射,并且金属折射冲击波压力值随入射角增大而单调减小.

关键词：爆轰波折射极曲线理论 ZND模型

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