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计算物理

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  • 国内刊号/CN：11-2011/O4
    国际刊号/ISSN：1001-246X
  • 发行周期：双月刊
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  • 主管单位：中国核学会
    主办单位：中国科学技术协会
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计算物理 >2017年第6期

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共4384条结果
  • 摘要：发展了一种广义Stokes问题的无覆盖区域分裂解法。子域交界面上的约束条件是通过引入一Lagrange乘子而得到弱满足的 ,在有限元离散子域的交界处网格可以是非匹配的。应用Petrov Galerkin方法解每个子域上的广义Stokes问题 ,而交界面上的Lagrange乘子则通过共轭梯度法迭代求解 ,各变量均由线性函数离散。对上述区域分裂解法 ,还构造了基于求解当地问题的误差事后估算方法。各变量的当地误差估算器定义在二阶非连续鼓包 (bump)函数的空间中。最后给出了基于事后误差估算值的自适应网格上的数值结果。
  • 摘要：将子网格剖分的支撑算子方法,拓展应用于三维非匹配网格上的扩散方程求解.算例表明该方法在正交非匹配网格上能够精确获得线性解;在一般非匹配网格上可以达到二阶精度;在求解曲面网格和节点不共面网格时,精度比平面近似的方法要高,也可以达到2阶精度,同时也适合求解含有物质界面的混合介质网格.
  • 摘要：《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物，其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果，促进国内外学术交流，推进计算物理学的发展。在物理学相关领域内，凡从事物理建模和计算方法研究，并应用高性能计算机获得计算结果的工作，均属投稿范围。《计算物理》中英文稿兼收，并采用混合编排的形式在国内外发行。
  • 摘要：详细阐述了用一种新型滤波函数进行CT图像局部重建的原理,并给出了这种重建的二次误差估计.然后在计算机上对模拟和实测数据进行了局部重建实验,结果表明该算法简便快速,重建图像Gibbs效应减小并具有较高的空间及密度分辨率.
  • 摘要：研究一类延迟神经网络的反同步问题.根据Lypunov稳定性理论和Halanay不等式,设计了一类控制器,并从理论上证明该控制器可以实现一类延迟神经网络的反同步.通过对两个典型的延迟混沌神经网络的数值模拟研究,验证所提方案的有效性.
  • 摘要：本文采用了有限差分方法——TVD格式(Total Variation Diminishing,A.Harten,1983)对燃料蒸气云爆炸产生的二维轴对称爆炸场进行了数值模拟。爆炸波超压和运动轨迹的数值计算值与实验结果吻合得相当好。
  • 摘要：在紧束缚近似基础上,利用扩展的Su Schriffer Heeger(SSH)模型,在实空间研究了在完整的"zigzag"碳纳米管中分别引入5 7,5 6 7,5 6 6 7拓扑缺陷所构成的(9,0) (8,0),(9,0) (7,0)和(9,0) (6,0)三种异质结的电学性能.通过研究表明:这些拓扑缺陷不仅改变碳管的直径,而且支配费米能级附近的电学行为.并计算了(9,0) (8,0),(9,0) (7,0)和(9,0) (6,0)系统的电子态密度,对这3种异质结的能带结构和电子态密度进行了比较.结果表明:五边形和七边形在碳管中分布的不同对碳管电学性能的影响明显不同.因此,可以研制出基于这些异质结的不同的电子器件基元.
  • 摘要：应用单次碰撞的直接Monte Carlo方法计算能量范围从100 eV^10 keV的电子在固体Al,Si,Au表面的背散射系数,其中低能电子在固体中的弹性散射和非弹性散射截面分别应用Mott散射截面和Born近似下的广义振子强度计算模型得到.通过与压缩历史Monte Carlo方法的模拟计算结果及实验值的比较,结果表明,对于100 eV^10 keV范围的低能区电子,采用直接方法计算得到的电子背散射系数与实验值符合较好,直接方法比压缩历史方法更适合于能量在10 keV以下的电子输运计算.
  • 摘要：在二维平板几何模型下,利用磁流体力学方程组数值模拟托卡马克装置中双撕裂模非线性演化过程中有理面上剪切流的时间和空间分布.结果表明,双撕裂模非线性演化的早期阶段,有理面上没有形成明显的剪切流.剪切流主要存在于快速磁重联阶段,随着磁重联的结束而逐渐消失,剪切流的强度和空间分布随磁岛的演化而改变.另外,较大的等离子体电阻加速磁重联,但是对剪切流的强度和变化趋势没有直接的影响.
  • 摘要：针对二维三温耦合热传导差分方程组的特点 ,给出并比较了块G S算法和ICCG算法 .数值结果表明 ,ICCG算法的收敛速度比块G S算法的收敛速度可以快数千倍 .并且 ,在二维激光黑腔靶耦合的数值计算中 ,如果能够实现向量化计算 ,使用ICCG方法将会大大提高数值模拟的计算效率 .
  • 摘要：基于微环DNA分子柔性铰链机制,利用Monte Carlo模拟研究不同长度微环DNA分子(小于500 basepairs)的构象能及各片断之间的关联性质,给出含有柔性铰链的微环DNA分子直接构象信息和相应的拓扑性质.
  • 摘要：基于小波分析理论和RKPM再生核函数研究无网格方法 SPH中多尺度诊断工具,多尺度再生核函数使得数值计算在不同尺度上的响应分离,并通过动态伸缩窗函数给出计算域不同位置的时频特性,实现在无网格体系下构造网格计算方法的"自适应网格",从而达到对不同流场位置多分辨率分析的目的.利用多尺度诊断工具中的小波分解算法给出SPH核函数在频域内能量残差估计,发展一种核函数光滑长度最优选取准则.最后,基于可压缩流场激波稀疏波共存的现象,针对传统的光滑长度自适应的缺陷,构造一种避免数值计算"拖尾"现象的自适应准则.
  • 摘要：金属凝固过程中,铸件与铸型间的界面换热系数是数值模拟所必需的边界条件之一.充分考虑非线性瞬态热传导过程测温数据的误差特点,根据Tikhonov正则化理论,构造合适的正则化泛函,利用Arcangeli准则和Morozov偏差原理确定正则参数,采用灵敏度系数和Newton-Raphson迭代法求解该泛函.具体的案例分析表明,该方法克服了热传导反问题的不适定性,能够保证辨识结果的稳定性和精度.与其他方法相比,随着测温误差的增大,该方法具有较高的辨识精度.
  • 摘要：研究表明,TRIM程序运算结果与实验测量离子注入种子的射程分布数据相差甚远.本文根据种子微结构的特点,综合考虑多种因素,设计种子微结构模型和运算程序,用Monte-Carlo仿真不同能量(110 ke V,20 ke V,200ke V)、不同注量(2×10^(16)ions·cm^(-2),5×10^(16)ions·cm^(-2),1017ions·cm^(-2),2×10^(17)ions·cm^(-2))的Fe^+注入花生、彩棉、小麦种子的射程分布,结果显示本设计程序仿真的结果与实验测量数据较为吻合.所获得的注入离子与种子微结构相互作用的随机抽样模拟运算方法,为离子注入与生命体相互作用的理论研究提供新的思路.
  • 摘要：在J.Cooperstein的物态方程中,参量θ(核密度与饱和核密度之比)方程对其根有一定的限制,我们从零温近饱和密度的核子压强公式出发得到一个核子内能公式,用此公式取代J.Cooperstein所用之核子内能表达式,则物态方程中θ方程对根的限制将被消除。以15M_⊙之WZW模型为初始模型,用我们的物态方程对引力坍缩、冲击波形成及其传播的流体动力学做了计算。在高于饱和密度之核物质区适当软化物态方程,则星核区引力结合能的释放将有所提高。
  • 摘要：针对一种含跳系数椭圆问题的二阶混合有限体元格式,讨论求解相应离散系统PGMRES法的预条件子构造问题.通过严格的理论分析,建立分层基下该二阶混合有限体元刚度矩阵和二次有限元刚度矩阵的谱等价关系,并利用关于二次有限元刚度矩阵的一种基于分层思想的GAMG预条件子,为二阶混合有限体元刚度矩阵设计一种高效GAMG预条件子.数值结果验证理论分析的正确性和新预条件子的高效性与稳定性.
  • 摘要：为了研究方位电阻率成像仪的定量解释方法 ,开发了一套能模拟方位电阻率成像仪在三维非均匀地层模拟中响应的三维有限元程序 .在简化的地层模型中 ,将该程序与解析方法和二维有限差分方法进行了对比 ,结果表明此程序的误差不超过 3% .在此程序得到验证后 ,用该程序考查了方位电阻率成像仪在一些典型三维非均匀地层模型中的响应 ,结果表明此程序能为方位电阻率成像仪的定量解释提供支持 .
  • 摘要：针对磁场与流场耦合问题的数值分析,提出并证明求解离散化过程所得到的非线性方程组牛顿-拉夫逊方法的一类局部收敛性条件.这一条件不仅给出了时间步长与空间步长、拟压缩因子等之间的关系,而且为数值求解磁场与流场耦合问题的牛顿-拉夫逊方法收敛性提供了理论依据.数值算例表明时间步长的实际取值要比理论值偏大.
  • 摘要：采用格子Boltzmann方法,对多孔介质方腔内的混合对流现象进行研究.方腔内部中心有一发热圆,径宽比D/L=0.4,冷流体从方腔左下角入口流进,从方腔左上角出口流出,四周壁面绝热.在普朗特数Pr=0.71和格拉晓夫数Gr=1.4×10~4时,分析理查德森数Ri和达西数Da对发热圆表面平均努赛尔数Nu的影响.结果表明:Ri数位于10-3~10范围内,Nu随Ri的增大而减小.Da越大,Ri对Nu的影响越显著;Da数位于10-5~10-2范围内,强制对流占主导的情况下(Ri≤0.1),Nu随着多孔介质的Da的增大而增大.自然对流占主导的情况下(Ri=10),Nu对Da的变化不敏感.
  • 摘要：本文用相对论多组态Dirac-Fock广义平均能级(MCDF-EAL)模型,计算了可形成软x射线区相于辐射的类氟等离子体激光工作物质:Ce、Gd、Lu、Th、U类氟离子的2s^22p^5、2s^22p^43l、2s2p^53l和2p^63l组态的113条能级,以及M亚壳层激发态至2s^22p^5基态的~2P_(3/2),~2P_(1/2)和2s2p^6组态的~2S_(1/2)态全部允许跃迁的强相干辐射波长值。
  • 摘要：本文对非对称单峰映射的标度因子和普适常数进行了研究。在新的定义下获得了收敛结果。我们也讨论了非对称单峰映射标度因子和普适常数的相应算法。
  • 摘要：采用格子Boltzmann方法对振动纤维捕集颗粒进行数值研究.纤维附近采用多块网格加细技术计算,颗粒采用Lagrange跟踪方法模拟.研究雷诺数为200的流向振动纤维绕流的AⅡ、AⅢ、AIV、S四种涡结构下的亚微米煤粉颗粒的捕集问题.结果表明纤维的流向强迫振动能够显著提高颗粒的捕集效率.且迎风面的捕集效率提升不大,背风面的提升则更为显著.颗粒撞击角度的统计反映了背风面捕集效率提升的细节.另外流动处于AⅢ模态时,每个周期内脱落两个正涡一个负涡,被捕集颗粒的初始位置分布不对称.而其它模态基本关于流场中心对称.
  • 摘要：采用一种新的格子Boltzmann模型模拟超音速流动。在这种模型中 ,粒子的速度不受限制 ,可以取得很广。而平衡分布函数的支集却相对集中 ,使模型得以简化。粒子速度的这种自适应特性允许流体以较高的马赫数流动。通过引入粒子的势能使得该模型适用于具有任意比热比的完全气体。利用Chapman Enskog方法 ,从BGK型Boltzmann方程推导出Navier Stokes方程。在六边形网格上模拟了马赫数为 3的前台阶绕流 ,得到了合理的结果。
  • 摘要：应用经典轨迹方法,采用辛算法数值求解激光场中的一维和三维氢分子离子(H2+)的Hamilton正则方程,得到氢分子离子在激光场作用下的经典轨迹,并比较分析氢分子离子一维模型与三维模型的存活、解离、电离和库仑爆炸等动力学行为,以及电子的运动情况的相似之处.数值结果表明,采用一维模型能近似定性反映氢分子离子的动力学行为,并且简便可行.
  • 摘要：用计算流体力学(CFD)数值模拟和理论方法对高超声速可压缩湍流中粗糙壁面热增量进行研究.着重考虑粗糙单元密度和粗糙单元形状对粗糙表面热流的影响.结果表明:1粗糙单元密度变化时,CFD数值方法计算所得的粗糙单元等效热流随着粗糙单元密度的降低而增加,理论方法预测结果的规律随方法不同而不同;2在相同粗糙单元密度和高度时,如果粗糙单元形状改变,CFD计算结果也随之发生改变.理论预测方法所得结果不发生变化.
  • 摘要：离子轰击影响尖端场致发射器件的稳定性和工作寿命.阐述了数值模拟硅锥阴极离子轰击现象的基本理论,并以硅锥场发射阵列的一个单元结构为例模拟了气体-电子碰撞电离产生的正离子回轰尖端的全过程,对模型中的硅锥受损的位置和程度进行了分析,得出了一些结论.
  • 摘要：提出一种求解自治非线性常微分方程周期解的方法———谱展开法。它直接把解形式上写成Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，其频率和各谐波成份待定，而将原非线性常微分方程问题变换成求解相应的非线性代数方程组。
  • 摘要：本文从三维瞬态势问题的边界积分方程及基本解出发,推导出轴对称势问题的边界积分方程及基本解,然后离散形成边界元方程,在此基础上对若干瞬态温度场数值例进行了分析计算,结果表明推导出的方法是可行的,并具有较高的精度和稳定性,能应用于工程中复杂的轴对称回转体的瞬态温度场分析。
  • 摘要：耦合径向基函数和多项式基函数,形成一种新的近似函数.该近似函数对散乱分布的离散数据点进行逼近时,只需节点信息,不需要划分网格.详细描述了耦合近似函数的建立、属性、插值行为及其形函数和形函数导数的性质.最后引入修正变分原理和单位分解积分技术求解边值问题,并给出了计算实例,表明耦合径向基函数和多项式基函数是一种非常有效的方法.
  • 摘要：采用VOF方法,在入口处引入周期扰动,对沿矩形结构底板下落的二维非定常薄膜流动进行直接数值模拟.计算结果表明,不同频率的外加周期扰动在流场中激发出不同波长的自由表面波.当壁面结构的波长与之相比较小时,由于壁面结构引起的静态波骑行在外加扰动形成的行进波上.若这两个波长相近,非线性效应将促进附近的表面波之间的合并.当薄膜无量纲厚度为0.26时,壁面结构的波长和频率为f=7 Hz的周期扰动激发的表面波波长相同,流场中出现共振现象.探讨了壁面结构对液膜流动结构的影响,发现表面波相速度随着壁面深度的增加而减小.

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