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基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验

徐幼平, 程煜峰, 王斌, 郭红, 普业, 程锐

计算物理 2017, 34 (1): 47-60.

摘要（414）

HTML （0）

PDF （4731KB）（1510）

以自主研制的区域中尺度暴雨大气模式为研究对象，基于JASMIN并行编程框架，建立构件化、层次化的区域大气模式大规模高效并行程序，并针对典型天气实例，对模式并行计算程序的正确性、并行性能及高分辨率模拟效果进行验证.结果证明，基于JASMIN框架的新模式程序与原串行模式具有很好的计算一致性，其不仅能保持原有模式良好的预报效果，且能显著提升模式大规模并行计算性能和可扩展性，在进一步提高模式分辨率后能得到更好的预报结果.

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Mn掺杂Mo₂FeB₂的电子结构,磁性和弹性的第一性原理研究

王斌, 刘颖, 叶金文

计算物理 2016, 33 (6): 726-736.

摘要（512）

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PDF （1506KB）（1399）

用第一性原理计算（Mo，Fe，Mn）₃B₂的结构稳定性、磁性、电子结构和弹性.过程中采用了密度泛函理论和超软赝势.研究表明反铁磁性具有最低的能量，为基态.计算所得的（Mo，Mn，Fe）B₂电子态密度和布局数与Mo₂FeB₂的类似.从电子态密度和重叠布局数发现，B-B和B-Mo为共价键，对剪切模量起促进作用.通过磁性分析，发现Fe和Mn原子起主要作用.然而，Mn的掺杂对硬质相Mo₂FeB₂的成键和弹性的影响微小.

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孤立波方程的保结构算法

王雨顺, 王斌, 季仲贞

计算物理 2004, 21 (5): 386-400.

摘要（247）

PDF （720KB）（1515）

讨论了孤立波方程的保结构差分算法,以一些经典的孤立波方程为例,如KdV,sine-Gordon,K-P方程,给出了它们的辛和多辛结构,说明辛和多辛算法的可适用性.提出局部守恒算法和广义保结构算法的概念,它们是保结构算法的概念自然推广.还给出一种能系统构造局部守恒格式的复合方法.数值例子说明,保结构数值能很好模拟各种孤立波的演化.

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两类差分格式在锋生数值模拟中的应用比较

季仲贞, 杨宏伟, 王斌

计算物理 2003, 20 (4): 311-314.

摘要（227）

PDF （146KB）（1004）

在二维理想锋生数值模式的基础上,用两类差分格式进行数值试验比较.计算结果表明,无论是在大气数值模拟中广泛使用的总能量守恒型差分格式,还是在高速流中捕捉接触间断较好的反扩散格式,对锋生过程均有较好的模拟能力,反扩散格式的效果更好一些.

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GPS“射线打靶”模式高效数值方法的研究及其并行实现

李树勇, 王斌

计算物理 2001, 18 (6): 491-496.

摘要（255）

PDF （274KB）（1068）

全球定位系统(GPS)"射线打靶法"是GPS MET(气象)资料变分同化中一种自成一体的观测算子,由于其计算量非常巨大而一直没能在资料同化中得到使用.为了减少该观测算子的计算量,针对GPS射线轨迹方程为一可分Hamilton系统的特点,采用二阶经济辛格式求解,与经典的四阶Runge Kuntta法相比,不仅计算准确度没有降低甚至有所改善,而且节省近4倍的计算时间.同时进一步研究了改进后的GPS"射线打靶"模式的并行实现.

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大气动力学方程的Hamilton算法

王斌, 季仲贞, 肖庆农

计算物理 2001, 18 (4): 289-297.

摘要（253）

PDF （334KB）（1398）

将大气动力学方程组写成正则算子方程的形式,通过引入泊松括号,并利用原方程组的无穷个不变量,深入研究其Hamilton性质,在忽略摩擦和外源强迫的情况下,证明了大气动力体系是一个Hamilton系统,从而构造出求解它的辛算法,并用数值试验检验了该算法.

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平方守恒半拉格朗日法在水汽方程求解中的应用

季仲贞, 王斌

计算物理 1997, 14 (S1): 689-689.

摘要（170）

PDF （60KB）（947）

平方守恒半拉格朗日法在水汽方程求解中的应用季仲贞王斌(LASG,中国科学院大气物理研究所,北京100029)摘要平方守恒半拉格朗日法是在迎风差格式和浮动算法的思想基础上发展起来的一种经济算法。它不仅具有类似半拉格朗日法的特点,而且还能保持原系统的重要物理特征-能量守恒性,可将它用于具体的短期气候模拟计算。对于IAPL₀IT₄₂气候谱模式,我们采用平方守恒半拉格朗日法来求解水汽方程。由于平方守恒半拉格朗日法具有平方守恒性和正定性,可以克服计算不稳定现象和出现负水汽现象,因此,即使在时间步长增大的情况下,仍可以较客观的描述水汽的输送,因而可以改善降水的模拟。用具体的实例计算,取得良好的效果。

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保持总能量守恒的“半拉格朗日算法”

季仲贞, 王斌

计算物理 1996, 13 (4): 403-409.

摘要（318）

PDF （250KB）（1423）

大气海洋问题数值计算的重要特征之一是需要作长时间的数值积分,因此在方程差分离散化后如何保持原问题的物理特性成为一个很关键的问题。从传统的"半拉格朗日法"和显式完全能量守恒差分法中吸取"营养",设计出一种既能保持总能量守恒又能增大时间步长的显式差分算法

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非线性薛定谔方程N孤子数值解的递归算法

王斌泉, 刘中柱

计算物理 1993, 10 (1): 76-80.

摘要（400）

PDF （318KB）（988）

本文介绍一种新的求非线性薛定谔方程(NLS方程)N孤子数值解的方法,它是一种递归的计算方法。在实际计算过程中,该方法不但可以得到很好的孤子图像,而且简单、迅速,可以节省大量计算时间。

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