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有内部热源的非稳态导热与自然对流换热及辐射换热耦合问题研究 姜培学, 柯道友, 任泽霈 计算物理    1999, 16 (3): 302-308.   摘要 （379）      PDF （371KB）（17115）    可视化    采用大型通用计算程序PHOENICS(1.4版本)、并结合虚拟密度法,对有内部热源的非稳态导热与自然对流换热及辐射换热的耦合问题进行了数值求解。分析和比较了在直角坐标和贴体坐标下得到的速度场及温度场的数值模拟结果,并示出了在两种坐标下发热物质内部靠近中心处的最高温度随时间的变化趋势。 相关文章 | 多维度评价

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SiC电子霍耳迁移率的计算 王平, 杨银堂, 杨燕 计算物理    2006, 23 (1): 80-86.   摘要 （309）      PDF （282KB）（10886）    可视化    基于对自身能带结构的分析以及各向同性弛豫时间近似法,采用三椭球等能面、抛物线性简化,建立了适于模拟n型6H-SiC电子霍耳迁移率和霍耳散射因子的解析模型,精确描述了不同散射机制对于6H-SiC低场电子输运特性的影响.计算结果与实测值有很好的一致性. 相关文章 | 多维度评价

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Hamaker微观连续介质理论的数字密度和Hamaker常数分析 田文超, 贾建援, 陈光焱 计算物理    2006, 23 (3): 366-370.   摘要 （255）      PDF （196KB）（7887）    可视化    针对Hamaker微观连续介质理论在微观接触力计算中存在的问题,根据Hamaker假设,用连续介质法计算2个原子之间的相互作用力,发现作用力同经典的Lennard-Jones势所反映的作用力不一致.通过分析数字密度,发现数字密度并非是如Hamaker所认为的常数,而是随间距变化的;并得到Hamaker微观连续介质理论仅在间距大于7倍的原子半径时才成立的结论.通过分析Hamaker常数,发现Hamaker常数也随间距变化. 相关文章 | 多维度评价

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间断解问题的有限体积法 汪继文, 刘儒勋 计算物理    2001, 18 (2): 97-105.   摘要 （377）      PDF （342KB）（5312）    可视化    有限体积法(FVM)是集有限差分法和有限元方法之优点而发展起来的一种新的数值方法.首先利用守恒问题给出FVM的基本概念和基本过程,接下来就间断解问题的求解进一步介绍了FVM的一些比较活跃的构造方法,并给出了用其中几个方法模拟二维溃坝问题的数值结果,然后按问题分类介绍了FVM数值方法和实际应用的进展,最后介绍了FVM理论分析的一些进展. 相关文章 | 多维度评价

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求解可压缩流的高精度非结构网格WENO有限体积法 雷国东, 李万爱, 任玉新 计算物理    2011, 28 (5): 633-640.   摘要 （518）      PDF （946KB）（2332）    可视化    提出-种基于最小二乘重构和WENO限制器的非结构网格高精度有限体积方法.用中心网格的某些邻居网格建立重构多项式,给出-定的原则搜索和存储足够多的邻居网格以建立重构多项式,采用最小二乘法求解重构多项式的系数.用-种通用的方法控制重构邻居个数,以减少存储和计算,采用WENO限制器和旋转Riemann求解器以达到统-的高精度并且抑制守恒律方程求解中的非物理振荡.为检验上述算法,以基于节点的梯度重构,Bath and Jesperson限制器的二阶算法为基准,给出三阶和四阶格式与二阶格式以及高阶格式若干经典算例计算结果的对比和分析. 相关文章 | 多维度评价

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量子计算加速的解法器算法及应用综述 许康, 李泽阳, 郭竹丰, 沈颖童, 王威, 缑敏辉, 王子正, 王玉坤, 刘伟峰 计算物理    2024, 41 (1): 131-150.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8778 摘要 （602）   HTML （25）    PDF （1957KB）（1524）    可视化    量子计算作为一种基于量子力学原理的全新计算模型, 具有强大的并行性和潜在的颠覆性影响力, 为解决复杂问题提供了新的思路。本文的主要目标是对量子计算在大规模科学与工程计算领域中数值计算问题的解法器算法和应用进行综述。重点介绍量子计算在线性方程组、特征值问题、微分方程、哈密顿量与图计算、量子机器学习、量子解法器平台以及实际数值模拟等领域的具体应用。针对不同的数值计算问题, 详细讨论当前主流的量子计算算法, 并总结近年来国内外相关算法的研究进展。最后, 对量子计算在数值计算求解相关研究方向的未来发展趋势进行展望。 图表 | 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 （578）      PDF （1809KB）（3783）    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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SEMD：一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具 张鹏, 张爱清, 莫则尧, 王景焘 计算物理    2024, 41 (1): 52-63.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8777 摘要 （263）   HTML （6）    PDF （14870KB）（1157）    可视化    针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题, 设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD (Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进行抽象, 完全屏蔽底层硬件特征和性能优化实现, 使得基于其编写的数值计算子程序能够自动实现跨平台性能可移植。典型算例测试结果显示: 在X86、ARM、GPU三种不同架构的处理器上, SEMD的整体性能优化效果超过国际上的同类产品。此外, SEMD在结构、流体、电磁等领域实际数值模拟软件的研制中也得到了初步应用, 支撑4款软件热点数值计算子程序平均性能提升164%. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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粒子模拟程序的发展及其在激光等离子体相互作用研究中的应用 陈民, 盛政明, 郑君, 马燕云, 张杰 计算物理    2008, 25 (1): 43-50.   摘要 （559）      PDF （637KB）（2250）    可视化    介绍针对超短超强激光脉冲与等离子体相互作用研究的多维粒子模拟程序KLAP.在其一维程序KLAP1D中,考虑场电离、碰撞离化及两体碰撞效应后,程序可以用于研究短脉冲激光与中性物质的相互作用.在其三维程序KLAP3D中,为了研究加速能量达GeV的长距离激光尾波场加速问题,程序采用移动窗口技术,使得模拟尺度可以达到厘米量级.同时介绍了利用KLAP程序得到的有关THz辐射、激光与中性气体相互作用中的脉冲及离化波前演化、激光固体靶作用中表面电子加速及激光尾波场加速的研究实例. 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 （764）      PDF （509KB）（3209）    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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VB金属离子掺杂TiO2金红石构型与稳定性的分子动力学研究 潘海波, 张丽盆, 黄金陵 计算物理    2009, 26 (4): 609-616.   摘要 （299）      PDF （493KB）（1657）    可视化    在300 K与101 325 Pa下,用分子动力学模拟研究0.5mol%,2.1mol%,3.8mol%VB金属离子(V5+,b5+,Ta5+)TiO2金红石构型与总能量.当掺杂离子浓度为2.1mol%时,离子位置具有较小的平方位移,及较明显的原子晶面与高的稳定性,金红石构型保持较好的完整性.其中,与V5+,Ta5+掺杂离子相比,Nb5+离子由于具有Ti5+相匹配的价态与离子半径,能够较好地溶入到TiO6八面体中. 相关文章 | 多维度评价

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三维Ising模型的蒙特卡罗模拟 黄纯青, 邓绍军 计算物理    2009, 26 (6): 937-941.   摘要 （695）      PDF （275KB）（1828）    可视化    采用蒙特卡罗(Monte Carlo)重点抽样法对三维Ising模型进行计算机模拟,测量无外磁场时三维Ising模型中自旋键链的能量、磁化强度、比热及磁化率的统计平均值与标准误差(不确定度).结果表明,三维Ising模型在无外磁场时存在自发磁化现象,铁磁→非铁磁相变临界点在J/(kBTC)=0.222 0,或居里温度TC=4.500 0处.并研究存在外磁场时上述物理量随温度与外磁场的变化规律,给出物理解释. 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 （809）      PDF （250KB）（3744）    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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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 （1063）   HTML （116）    PDF （1623KB）（3427）    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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计算电磁学及其在复杂电磁环境数值模拟中的应用和发展趋势 周海京, 刘阳, 李瀚宇, 董烨, 廖成, 董志伟, 莫则尧 计算物理    2014, 31 (4): 379-389.   摘要 （547）      PDF （1859KB）（2257）    可视化    概述计算电磁学的发展历程及其数值方法,并从学术研究、商业软件以及专用软件三个层次论述国内外研究的最新进展.结合复杂电磁环境的应用介绍复杂电磁环境数值模拟平台的研究现状,最后提出未来发展趋势的几点设想. 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 （759）   HTML （119）    PDF （2459KB）（3296）    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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从混沌时间序列同时计算关联维和Kolmogorov熵 赵贵兵, 石炎福, 段文锋, 余华瑞 计算物理    1999, 16 (3): 309-315.   摘要 （513）      PDF （279KB）（2413）    可视化    在G-P算法的基础上提出用最小二乘法从时间序列同时计算出关联维和Kolmogorov熵的方法。对混沌系统,从本方法得出的关联维是最优的,同时也得到了Kolmogorov熵的稳定估计。并用Rosler吸引子和Lorenz吸引子为例证实了这一算法。 相关文章 | 多维度评价

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基于多项式混沌的全局敏感度分析 胡军, 张树道 计算物理    2016, 33 (1): 1-14.   摘要 （360）   HTML （14）    PDF （658KB）（2174）    可视化    回顾基于多项式混沌和方差分解的全局敏感度分析方法，针对高维数随机空间和高阶多项式混沌展开面临的“维数灾难”问题，采用回归法、稀疏网格积分及基于l1优化的稀疏重构技术（即压缩感知技术）来减少非嵌入式多项式混沌方法所需的样本配置点数目.针对几个典型响应面模型（包括Ishigami函数、Sobol函数、Corner peak函数和Morris函数）进行Sobol全局敏感度指标计算，展示多项式混沌方法在基于方差分解的全局敏感度分析中的有效性. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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半导体器件数值模拟中电子连续性方程的求解算法 胡毅, 安恒斌 计算物理    2023, 40 (5): 570-582.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8656 摘要 （267）   HTML （13）    PDF （1063KB）（1181）    可视化    针对电子连续性方程的离散代数方程组, 对离散线性系统的矩阵进行分析, 得到矩阵的三类特点; 针对大规模电子连续性方程的离散方程组, 采用预处理Krylov子空间方法进行求解, 并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明: 代数多重网格(AMG)预处理Krylov子空间方法在求解离散电子连续性方程方面非常有效。开展AMG预处理Krylov子空间方法求解离散电子连续性方程的大规模并行可扩展性测试, 比较和分析了AMG方法中三类关键算法参数的选取。 图表 | 参考文献 | 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 （708）      PDF （288KB）（3615）    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