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马赫数对等离子体碰撞冲击波结构的影响———全动理学模拟研究

张文帅, 蔡洪波, 张恩浩, 杜报, 邹士阳, 朱少平

计算物理 2023, 40 (2): 199-209. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8621

摘要（118）

HTML （8）

PDF （6070KB）（1037）

利用全动理学粒子(PIC)模拟研究不同马赫(Mach)数条件下等离子体碰撞冲击波的结构。研究发现: 在低Mach数条件下, 冲击波波阵面位置物理量的分布较为平缓(努森数较小), 等离子体的粘性和热流可由经典输运理论描述, 这种情况下数值求解双流体方程组得到的冲击波结构与PIC模拟一致。随着冲击波Mach数的增加, 冲击波波阵面位置物理量的分布变陡, 努森数增加, 动理学效应对等离子体输运的影响变得显著。高Mach数条件下, 动理学效应主要体现在"先驱离子"对离子粘性和热流的增强以及电子非局域输运对电子热流的影响。通过影响等离子体输运行为, 动理学效应可以显著影响冲击波的结构特征。

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三维大尺度激光等离子体相互作用程序LAP3D在集束实验中的应用

刘占军, 王强, 张文帅, 李斌, 李纪伟, 曹莉华, 郑春阳, 贺贤土

计算物理 2023, 40 (2): 169-180. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8577

摘要（72）

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PDF （10718KB）（649）

针对多束激光组成一个集束情况下的受激布里渊散射(SBS)开展数值模拟研究。激光采用多种不同的束匀滑手段, 模拟得到受激布里渊散射中的多种不同现象, 包括散射光的原路返回、共用离子声波和共用散射光波, 并针对这些现象给出物理解释, 部分结果得到了实验验证。

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带外力项的iDdQ(q-1)多松弛格子Boltzmann模型

朱俏俐, 张文欢

计算物理 2020, 37 (5): 551-561. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8138

摘要（442）

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PDF （1112KB）（1165）

以3维14速（iD3Q14）多松弛格子Boltzmann（MRT LB）模型为例，在iDdQ（q-1）MRT LB模型的基础上，采用多尺度展开和反向设计法构造出带外力项的iDdQ（q-1）MRT LB模型，该模型在低Mach数的假设下可恢复到带外力项的不可压Navier-Stokes方程.通过对三维方形管道内泊肃叶流、脉动流以及二维Taylor涡衰减流的模拟发现，数值结果与解析解吻合很好，并且空间精度达到二阶，从而验证了新模型模拟外力驱动的稳态和非稳态不可压流动的有效性.

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瞬变电磁场模拟中的CPML吸收边界条件

姜彦南, 刘文, 王娇, 张文翠

计算物理 2015, 32 (6): 701-708.

摘要（371）

PDF （2115KB）（1271）

提出用于瞬变电磁法(TEM)模拟的时域有限差分(FDTD)算法中的卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件.首先,在磁场散度方程显式处理条件下,计算磁场z分量时,构造出一种计算时域卷积项的方法,并详细推导计算磁场z分量的表达式.而后,对均匀半空间模型进行数值计算.结果表明,提出的CPML吸收边界条件在保证计算精度的前提下,实现了瞬变电磁法时域有限差分高效正演计算.

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纳米尺度流动速度计算的新方法

戚振红, 张文飞, 贾敏

计算物理 2012, 29 (4): 503-510.

摘要（268）

PDF （3999KB）（1170）

采用流体力学中流量与流速的计算和分子动力学相结合的方法,模拟液态氩在纳米通道内的三维Poiseuille流动和驱动方腔流动,计算流体流速.结果表明:平板形纳米通道内,该方法求得的流速与传统分子动力学方法所求流速基本吻合,可以用该方法计算不同壁面情况下的流速;对于纳米方腔通道内的流体,在不同模型下两种方法计算出的流速分布大致相同,但是其边界速度差别很大,在边界的速度计算方面新方法的精确度更高,收敛速度比传统方法快.

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一种固定网格上拉格朗日点追踪的快速算法

刘永丰, 明平剑, 张文平, 朱明刚, 倪大明

计算物理 2010, 27 (4): 527-532.

摘要（287）

PDF （311KB）（1224）

提出一种基于非结构网格颗粒追踪的改进算法.在已有算法的基础上,发展适用于包含任意多边形单元界面的混合网格算法,对不共面的空间多边形界面进行虚拟三角化,实现基于任意混合网格的拉格朗日追踪.数值试验证明方法可行可靠.通过对固定容器内喷入的不同数量颗粒进行追踪的数值测试及与文献对比,显示算法高效,在颗粒数为10000时,效率提高约47%.

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考虑密度与温度耦合关系的非结构网格SIMPLEC算法

雷国东, 柳贡民, 张文平, 朱明刚

计算物理 2009, 26 (1): 9-16.

摘要（282）

PDF （465KB）（1074）

提出一种新的密度压力速度和温度耦合的算法,使用静焓方程构造温度修正量与压力修正量之间的关系,类似Rhie-Chow方法用动量方程插值,网格面上的温度压力修正量插值采用能量方程的形式.CGNS API(CFD General Notation System Application Programming Interface)作为非结构化网格求解器的前处理和后处理,基于网格的FVM(Finite Volume Method)作为偏微分方程求解方法.燃烧模拟采用Arrinius-Eddy Dissipation模型.最后给出两个算例作为说明.

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常压DBD二维流体模型的FCT方法数值模拟

张文静, 张梅

计算物理 2008, 25 (1): 87-91.

摘要（255）

PDF （502KB）（1171）

根据常压介质阻挡放电流体模型的物理方程,采用固定网格有限差分算法,分别用四阶和六阶相位误差FCT方法模拟求解二维流体连续方程.在均匀的初始条件下研究放电雪崩过程中电子密度的时空演化,具体分析和比较两种算法的差异.FCT方法模拟求解得出的计算结果与气体放电理论吻合较好,是一种具有较好的准确性和高精度的算法.

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CGNS API和FVM在非结构混合网格计算中的应用

雷国东, 柳贡民, 明平剑, 张文平, 朱明刚

计算物理 2007, 24 (3): 277-281.

摘要（557）

PDF （365KB）（2735）

用CGNS API(CFD General Notation System Application Programming Interface)作为非结构混合网格求解器的前处理和后处理,用FVM(Finite Volume Method)作为偏微分方程求解目的.在前处理过程中,用hash表法对内部网格面和边界网格面进行编号,并计算出相应的几何信息,以满足FVM求解器的需要.从FVM求解器计算出来的各种场信息可以写入原来的CGNS文件,该文件可以被许多专业商业后处理软件(如Tecplot,Fluent,CFX等)读取和进行可视化;对于求解器,用基于网格中心的FVM及SIMPLEC(Semi Implicit Method for Pressure LinkedEquation Consistent)目的求解压力速度耦合.最后给出两个说明算例.

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太阳射电爆发中纤维精细结构频漂率的计算

张文娟, 王蜀娟, 宋国乡, 颜毅华

计算物理 2005, 22 (6): 85-89.

摘要（284）

PDF （407KB）（1182）

太阳射电爆发中观测到的纤维精细结构携带着爆发初期磁场活动的小尺度信息.对原始的纤维结构观测资料进行算法处理,分析纤维结构的重要特征——频率漂移率.利用小波变换提取宁静太阳背景信息,用原始频谱图减去背景并经过阈值处理,纤维结构被很好地分离出来,然后在每个通道上找出构成纤维结构的连续片断,利用三次样条插值法对每个连续片断拟合其时间-强度关系,确定最大强度对应的时间,用线性回归方法计算纤维结构的频漂率.对2002年4月21日的一组纤维结构事件进行计算,得出其平均频漂率在-0.0410~-0.0138 GHz·s^-1之间.

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非定常粒子输运蒙特卡罗散射源分层抽样方法

邓力, 张文勇, 黄正丰, 王瑞宏, 许海燕, 李树

计算物理 2005, 22 (6): 57-63.

摘要（224）

PDF （323KB）（1015）

定常粒子输运蒙特卡罗并行计算是成功的,因为粒子游动是独立的,可以把模拟的粒子数等分到每个处理器去.然而,对非定常问题,由于每个时间步涉及散射源和几何网格的通讯,它严重的制约了并行规模,导致并行不可扩展.研究了两种算法,采用自适应分配处理器,提高了加速比和处理器的利用率;采用蒙特卡罗分层抽样大大降低了处理器之间散射源的通讯量,并行可扩展性显著改善,取得了理想的加速比.

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激子-激子相互作用蛋白质能量传输模型的数值模拟研究

黄延昭, 张文, 肖奕

计算物理 1999, 16 (2): 145-150.

摘要（293）

PDF （384KB）（1102）

引入了一个新的模型来描述蛋白质分子中Amide-Ⅰ振动能量的贮存与传输。这种模型是在Davydov模型的基础上加以改进,引入激子的相互作用项。并用数值模拟的方法说明了该模型可以存在静止和运动的局域模式。

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双参数波动方程反问题的数值解法

张文飞, 李晓江

计算物理 1997, 14 (2): 129-130.

摘要（190）

PDF （254KB）（975）

提出在微分方程反问题的数值解法中可由一种反问题补充条件同时反求两个未知参数的观点和方法,并以一维波动方程为例推导了震源和岩性联合反演的详细算法。从概念上突破了传统的一种补充条件只能解一个未知数的反演理论的约束,解决了地震勘探中波动方程反问题的震源未知或测不准的矛盾,缩短了反演理论研究与工程实际应用间的距离。并给出相应的数值算例。

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声波方程数值反演的FR法

张文飞

计算物理 1991, 8 (3): 225-229.

摘要（197）

PDF （312KB）（1118）

本文提出了声波方程反演的FR方法,FR法是一个应用范围很广的波动方程反演方法,它不受空间维数与边界条件的限制,适应于各类波动反问题。文中推导了算法的基本公式,并给出了一维与二维声波反问题的数值算例。

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