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一个三维多松弛时间全速域格子Boltzmann模型

陈锋, 许爱国, 张广财, 焦培刚

计算物理 2018, 35 (4): 379-387. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7680

摘要（413）

HTML （3）

PDF （1731KB）（1315）

构建一个既适用于低速不可压流体又适用于高速可压缩流体的三维自由参数多松弛时间格子Boltzmann模型.模型中，根据SO（3）群的不可约表述基函数构造转化矩阵，根据恢复可压Navier-Stokes方程的需要选取非守恒矩平衡值.通过von Neumann稳定性分析模型参数对数值稳定性的影响，并给出建议选择范围.模型经过基准问题的验证，模拟结果与解析解及其它数值结果符合较好.

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一个高效的离散Boltzmann爆轰模型

张玉东, 许爱国, 张广财, 祝成民

计算物理 2016, 33 (5): 505-515.

摘要（579）

HTML （2）

PDF （4131KB）（1678）

构建一个适用于爆轰过程模拟的离散Boltzmann模型.该模型由一个离散Boltzmann方程和一个唯象反应率方程构成；在物理建模上，它等效于一个传统Navier-Stokes模型外加一个关于热动非平衡行为的粗粒化模型.与传统流体模型相比，它能够提供更多的动力学和动理学信息.该模型采用16个离散速度，相比于使用33个离散速度的模型具有更高的运算效率，模型中引入了额外自由度，通过调节额外自由度的数目，可以模拟各种不同比热比的爆轰.采用爆轰问题中的一些经典算例对所建立的模型进行数值验证.结果表明：该模型不仅对传统流体模型所能模拟的爆轰问题有效，而且能够用于一些传统流体模型不能描述的非平衡过程，有利于对爆轰问题的深入研究.

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面心立方铜晶体中空洞生长与贯通的尺寸效应

庞卫卫, 张广财, 许爱国, 卢果

计算物理 2011, 28 (4): 540-546.

摘要（389）

PDF （969KB）（1330）

利用分子动力学方法模拟沿拉伸方向排布的两个空洞在单轴拉伸作用下的动力学行为.着重研究不同尺寸空洞对其拉伸贯通过程的影响.结果表明,不同尺度的空洞都是通过空洞表面发射位错环长大与贯通的.空洞在弹性阶段沿加载方向缓慢长大,在塑性阶段沿垂直方向生长后形成类八面体形状.随空洞尺寸的减小,临界屈服应力逐渐增大.当半径较大时,位错对称成核、迁移,空洞沿加载方向被拉长,演化过程相似;当半径较小时,位错不对称成核,空洞沿垂直方向被拉长.空洞生长分为弹性变形、独立长大、融合贯通和平稳生长四个阶段.独立生长阶段随尺寸的减小逐渐缩短甚至消失.

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光弹材料载荷过程中红外辐射特征机理的计算分析

王芳, 李英骏, 张广财, 唐炼, 龙志飞

计算物理 2010, 27 (2): 251-256.

摘要（271）

PDF （387KB）（1006）

基于材料的热力学关系和能量守恒定律,给出弹性体形变过程中红外辐射温度改变量和辐出度变化的物理计算方程.并结合有限元方法进行物理建模,对光弹材料三点弯载荷实验过程中的红外辐射出射度的分布进行数值计算和模拟.结果与实验结果吻合较好,表明模型及其相关理论是合理的,可以用来量化揭示实验中的红外辐射特征.从而得到一种能够利用计算机量化分析固体材料载荷过程中红外辐射特征机理的计算方法.

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基于连续介质位错理论的位错原子分布构造方法

卢果, 方步青, 张广财

计算物理 2010, 27 (2): 195-202.

摘要（384）

PDF （709KB）（1281）

基于连续介质位错理论提出一种新的位错原子分布构造方式,理论上可以构造出任意形状和任意Burgers矢量的位错结构.利用该方法,选用FCC单晶铜为模拟介质,构造Burgers矢量为b=[110]/2的刃型全位错和Burgers矢量为b=[112]/6圆环形不完全位错环,并使用分子动力学方法模拟全位错的扩展分解过程和不全位错环在自应力作用下的收缩过程,模拟结果与理论分析一致.该方法的优点在于可以方便地构造出其他传统方法难以构造的位错闭合结构——位错环,从而使位错环的细致研究成为可能.

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带孔洞的金属拉伸的分子动力学

赵艳红, 李英骏, 杨志安, 张广财

计算物理 2006, 23 (3): 343-349.

摘要（285）

PDF （348KB）（1530）

在不同负静压下对中心带有一个球形孔洞的面心立方金属铜进行分子动力学模拟,从晶体的形变,原子分布示意图,径向分布函数等方面进行讨论.发现在弱的负压下,孔洞及材料作弹性变形,超过一定阈值时出现塑性变形,并在局部出现相变.在极强的负压下,材料断裂.随拉伸应力的增加,材料经历弹性均匀拉伸——局部fcc到hcp的相变及缺陷的产生——缺陷积累产生微裂纹或空洞——材料断裂的过程.

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