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主编寄语 江松 计算物理    2024, 41 (1): 1-1.   摘要 （34）   HTML （11）    PDF （550KB）（5486）    可视化    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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量子电动力学—粒子模拟极端等离子体动力学研究 常恒心, 许铮, 姚伟鹏, 谢雨, 乔宾 计算物理    2017, 34 (5): 526-542.   摘要 （898）   HTML （24）    PDF （4769KB）（2994）    可视化    新一代拍瓦激光装置有望将激光强度提升至1023~1024 W·cm-2，在此极端强场条件下非线性量子电动力学效应对等离子体动力学过程产生重要影响.相对论电子在强电磁场作用下会同步辐射大量伽马光子，当后者穿过超强电磁场时会级联产生正负电子对.与此同时，这些量子电动力学效应也会反作用于激光等离子体相互作用过程，如辐射阻尼严重影响电子运动过程.为了研究这样极端的等离子体动力学，我们介绍最近几年发展的量子电动力学数值模拟模块，并将其耦合到传统的粒子模拟程序中，即量子电动力学-粒子模拟程序.由于大量新辐射的光子和产生的正负电子对会造成模拟粒子数目的不断增加，我们发展了粒子融合技术来减小模拟规模.利用此量子电动力学-粒子模拟程序，我们对极端强场激光物质相互作用以及极端天体物理现象开展了数值模拟研究. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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格子Boltzmann方法中的边界条件 聂德明, 林建忠 计算物理    2004, 21 (1): 21-26.   摘要 （491）      PDF （250KB）（2844）    可视化    比较并讨论了几种格子Boltzmann方法(LBM)中的边界条件处理方法,对标准的壁面全反弹方法进行了改进,提高了壁面反弹方法的精度.通过采用d2q9模型对Poiseuille流和非定常Couette流进行数值模拟,获得了与分析解比较吻合的结果.针对不同的松弛时间τ和Re数,还给出了采取不同边界条件处理时的收敛精度,验证了小Re数时,LBM可以完全模拟N-S方程,由计算发现松弛时间τ接近1时的精度最高,τ较大时,误差较大. 相关文章 | 多维度评价

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随机微分方程计算方法及其应用 刘小清, 吴声昌 计算物理    2002, 19 (1): 1-7.   摘要 （631）      PDF （288KB）（2804）    可视化    介绍随机微分方程离散化格式的构造、收敛性法则、强收敛格式、弱收敛格式、带跳跃的随机微分方程的计算方法,偏微分方程的概率求解以及它们在物理、工程和金融等领域中的一些应用. 相关文章 | 多维度评价

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求解Navier-Stokes方程组的组合紧致迎风格式 梁贤, 田振夫 计算物理    2008, 25 (6): 659-667.   摘要 （319）      PDF （428KB）（2773）    可视化    给出一种新的至少有四阶精度的组合紧致迎风(CCU)格式,该格式有较高的逼近解率,利用该组合迎风格式,提出一种新的适合于在交错网格系统下求解Navier-Stokes方程组的高精度紧致差分投影算法.用组合紧致迎风格式离散对流项,粘性项、压力梯度项以及压力Poisson方程均采用四阶对称型紧致差分格式逼近,算法的整体精度不低于四阶.通过对Taylor涡列、对流占优扩散问题和双周期双剪切层流动问题的计算表明,该算法适合于对复杂流体流动问题的数值模拟. 相关文章 | 多维度评价

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超热电子在稠密等离子体中输运的混合粒子模拟方法 徐涵, 卓红斌, 杨晓虎, 侯永, 银燕, 刘杰 计算物理    2017, 34 (5): 505-525.   摘要 （529）   HTML （16）    PDF （2828KB）（2705）    可视化    相对论激光等离子体相互作用以及所产生的带电粒子束在高密度等离子体中的输运行为非常重要.该物理问题的数值模拟研究仍面临技术挑战.本文介绍一种粒子/流体混合模拟方法.该方法中超热电子采用动力学方法描述，背景冷的稠密等离子体采用简化的流体方程描述，适合于超热电子密度远小于背景电子密度，超热电子能量远大于背景电子温度.我们的三维并行混合模拟程序HEETS的模拟结果表明：背景材料的电离和电阻率模型至关重要，将严重影响高能电子输运过程的模拟. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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辐射扩散计算方法若干研究进展 袁光伟, 杭旭登, 盛志强, 岳晶岩 计算物理    2009, 26 (4): 475-500.   摘要 （470）      PDF （1809KB）（2639）    可视化    辐射流体力学研究辐射的传输对流体运动的影响,并在此条件下研究流体的运动规律.实际应用问题中辐射流体力学所描述的是非常复杂的物理过程,数值模拟是主要的研究手段之一.模拟通常采用流体计算和辐射计算分裂求解的方法.讨论求解辐射扩散方程时迫切需要解决的一些计算方法问题,包括大变形网格上扩散计算格式与非线性迭代方法,并简要介绍部分研究进展. 相关文章 | 多维度评价

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数值反应堆多物理耦合关键技术 邓力, 史敦福, 李刚 计算物理    2016, 33 (6): 631-638.   摘要 （951）   HTML （113）    PDF （1623KB）（2529）    可视化    随着计算机的快速发展和超算的应用，开展反应堆多物理、多尺度、多过程耦合成为可能.数值反应堆通过构建一个虚拟堆，在其上开展多物理过程研究，把过去孤立的过程耦合起来，去掉各种简化和近似，向高保真、精密计算逼近.研究手段由实验驱动、工程导向，向科学数值模拟转变.通过调研美国的CASL（The Consortium for Advanced Simulation of Light Water Reactors）计划和欧洲的NURESAFE（Nuclear Reactor Safety Simulation Platform）计划，结合近年核能开发中面临的挑战问题，包括软件自主化中的一些关键技术，提出在国内开展数值反应堆工程的建议设想，供业内专家学者共同探讨. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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随机中子动力学及其数值模拟研究进展 杨俊云, 应阳君, 肖刚 计算物理    2017, 34 (2): 127-141.   摘要 （622）   HTML （116）    PDF （2459KB）（2437）    可视化    随机中子动力学是核动力设计和核反应堆安全中的重要课题，本文从随机中子动力学的基础概念和研究方法出发，介绍随机中子动力学研究的历史发展和研究现状.裂变中子与光子的多重性是反应堆零功率中子噪声主要来源，对中子涨落的方程描述及其求解，演化出零功率中子噪声与功率反应堆噪声的随机理论.随机中子动力学的重要应用包括反应性微观测量、功率反应堆噪声测量和分析、核临界漂移分析和核材料识别与检测等.在半个多世纪的研究中，以脉冲堆点火过程的脉冲爆发等待时间分布为代表的随机性，一直缺乏定量分析方法和工具.直到近几年，模拟随机中子动力学过程的广义半马尔科夫过程模拟方法取得了重要进展，很好地揭示了脉冲堆实验中子点火规律.最后讨论随机中子动力学研究中有待解决的研究课题. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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径向基函数插值方法在动网格技术中的应用 林言中, 陈兵, 徐旭 计算物理    2012, 29 (2): 191-197.   摘要 （395）      PDF （6186KB）（2402）    可视化    分析用于非结构网格的弹簧比拟和用于结构网格的无限插值动态网格方法在实际应用中的优缺点,提出无需网格连接关系的基于径向基函数(radial basis functions,RBF)插值的动网格技术并编制相应的网格运动计算程序.以二维菱形翼的旋转运动及三维菱形翼的柔性变形为例,分析不同基函数和紧支半径的选取对网格质量及计算效率的影响,并通过与弹簧比拟方法的对比验证了RBF方法的有效性.结果表明:RBF方法数据结构简单,计算效率高,适应大变形能力强,可以有效地实现计算流体力学中的网格运动问题. 相关文章 | 多维度评价

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Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性 宋德王, 牛原, 肖黎鸥, 李丹 计算物理    2012, 29 (2): 277-284.   摘要 （364）      PDF （6406KB）（2305）    可视化    采用基于密度泛函理论的第-性原理方法,研究Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性.计算分析不同掺杂组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度.结果表明:单个Mn原子掺杂,替位于表面第二层的Zn原子时体系形成能最低,说明该层是最稳定的掺杂位置.对于两个Mn原子的掺杂,当Mn与Mn之间呈反铁磁耦合时体系最稳定.体系的总磁矩和自由Mn原子的磁矩差别很小,但是Mn原子的局域磁矩却依赖于Mn原子的3d态和近邻S原子的3p态的杂化作用,即受周围S原子环境的变化影响较大.此外,分析电荷密度图得出Mn原子替换Zn原子后与S原子形成了更强的共价键. 相关文章 | 多维度评价

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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 （503）      PDF （365KB）（2290）    可视化    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. 相关文章 | 多维度评价

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支撑材料基因工程的高通量材料集成计算平台 杨小渝, 王娟, 任杰, 宋健龙, 王宗国, 曾雉, 张小丽, 黄孙超, 张平, 林海青 计算物理    2017, 34 (6): 697-704.   摘要 （792）   HTML （14）    PDF （2633KB）（2284）    可视化    总结材料计算和数据管理面临的挑战，阐述高通量材料集成计算的内涵，介绍我们在国内率先研制出的高通量材料集成计算平台和软件框架MatCloud.平台支持与不同高性能计算集群的动态绑定，基于图形化界面的第一性原理计算流程设计、持久化、解析和执行；大批量计算作业的生成、提交、运行监控，及容错和纠错的自动流程实现；支持数据的提取、规范化加工、及自动存储等.MatCloud形成了一个高通量材料集成计算软件框架，支持个性化插件的快速研发. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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流体力学方程的间断有限元方法 蔚喜军, 周铁 计算物理    2005, 22 (2): 108-116.   摘要 （629）      PDF （509KB）（2273）    可视化    在二维区域三角形网格上应用一阶、二阶和三阶精度间断有限元方法,对流体力学方程和方程组进行了数值模拟.计算结果与差分方法计算结果比较,认为间断有限元方法在求解复杂边界条件和区域问题上有一定的优势. 相关文章 | 多维度评价

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光滑质点流体动力学(SPH)方法(综述) 张锁春 计算物理    1996, 13 (4): 385-397.   摘要 （445）      PDF （435KB）（2167）    可视化    综合介绍了一种新的纯(Lagrangian方法——光滑质点流体动力学(SPH)方法,由于它计算空间导数时不需要使用网格,从而避免了高维拉氏差分网格法中的网格缠结和扭曲的麻烦,它对非对称的和内含真空区域的三维问题特别有效。重点介绍了该方法的理论基础,流体动力学方程组的推导,人为粘性和热传导,自引力、汇和磁场,光滑核的选取,以及SPH执行过程等有关问题 相关文章 | 多维度评价

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一维热传导方程热源反问题基于最小二乘法的正则化方法 吴自库, 李福乐, DO Young Kwak 计算物理    2016, 33 (1): 49-56.   摘要 （404）   HTML （15）    PDF （547KB）（2145）    可视化    研究一维热传导方程热源反问题.给出基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）求解的半解析表达式，此外还给出一种参数调节方法以及算法稳定性的证明.数值实验表明该方法具有较高的数值精度和稳定性. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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用激光衍射测量群体微粒尺寸分布的计算机模拟和拟合 应萱同 计算物理    1996, 13 (2): 190-194.   摘要 （283）      PDF （335KB）（2100）    可视化    介绍了群体微粒激光衍射现象的原理,建立了相应的数学模型;报导了相应的计算机模拟和最小二乘法拟合结果,以确定群体微粒的尺寸分布。 相关文章 | 多维度评价

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求解辐射传递方程的离散坐标法 刘林华, 余其铮, 阮立明, 谈和平 计算物理    1998, 15 (3): 337-342.   摘要 （325）      PDF （281KB）（2095）    可视化    阐述了含吸收散射性介质三维空腔内辐射传递方程的离散坐标解法。讨论了入射散射项积分格式的选取,以及假散射和射线效应对解精度的影响。对三维矩形炉膛内辐射传递过程进行了数值模拟,并与区域法和离散传递法进行比较。比较结果表明离散坐标法具有较好的精度,是目前燃烧室内辐射传热过程数值模拟的一种较好的方法。 相关文章 | 多维度评价

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不同形式非线性薛定谔方程及其分步傅里叶法求解 吕理想, 张晓萍 计算物理    2007, 24 (3): 373-377.   摘要 （464）      PDF （215KB）（2060）    可视化    讨论光通信中脉冲的准单色光光场的正负频表示,正负频形式的傅里叶变换,正负频形式的非线性薛定谔方程及它们之间的关系.尤其在脉冲频谱的求解问题中,如果采用负频形式的非线性薛定谔方程则必须选取负频形式的傅里叶变换;如果采用正频形式的非线性薛定谔方程则必须选取正频形式的傅里叶变换.采用分步傅里叶法对具体实例进行数值求解,验证了讨论结果. 相关文章 | 多维度评价

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弹性板水下爆炸冲击载荷的修正虚拟流体方法分析 许亮, 冯成亮, 刘铁钢 计算物理    2017, 34 (1): 1-9.   摘要 （493）   HTML （92）    PDF （3373KB）（2012）    可视化    研究非接触水下爆炸中板结构厚度和密度对冲击载荷和空化演变的影响.将近期发展的修正的虚拟流体方法推广应用于处理可压缩流体与弹性板结构的非线性相互作用.研究发现，假设结构不发生断裂破坏，较小的板厚度或密度可以减弱爆炸波对结构的冲击，冲击载荷随着厚度或密度的增大非线性地趋向于固壁边界下的结果.而且较小的板厚度或密度可以促使空化较早形成，产生较大的空化区，并推迟和减弱空化破裂对结构的二次冲击. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价