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    2000年, 第17卷, 第S1期
    刊出日期:2000-12-25
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    论文   
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    论文
    铂Hugoniot曲线的Ab initio计算
    王义
    2000, 17(S1): 1-5.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.002
    摘要 ( )   PDF(157KB) ( )  
    对于一个原子平均体积为V,温度为T的热力学系统,体系的Helmholtz自由能可以写为F(V,T)=Ec(V)+Fion(V,T)+Fel(V,T)+Fmag(V,T)其中Ec为0-K冷能。对于其中的电子热激发贡献Fel和磁自由度贡献Fmag,较为精确的计算是采用Jarlborg方案。对于晶格热运动贡献Fion,目前流行的有三种计算方案,即:Moruzzi的Debye Grueneisen方案、Moriarty的MGPT方案和Wasserman的CELL模型方案。Debye Grueneisen方案对于低温问题比较适合,MGPT方案和CELL模型方案过于复杂较难用于解决一般的实际问题。提出了一种适合于处理高温问题的经典平均场(CMF)方案。这种方案利用了CELL模型和自由体积理论的平均场思想,但摒弃了对势,取而代之直接利用冷能曲线进行数值积分。计算方案不含任何可调参数,即不需要Debye温度也不需要Grueneisen参数。通常金属铂是进行高压高温研究的定标材料。利用LAPW方法计算其冷能Ec,计算了金属铂(Pt)的激波压缩性质,如P-VP-T、比热和Grueneisen参数等。计算结果更支持Holmes等人最近的实验结果。
    稀土-铱-锑合金热电材料的结构与量子化学计算研究
    闵新民, 安继明, 南策文
    2000, 17(S1): 6-10.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.003
    摘要 ( )   PDF(230KB) ( )  
    应用离散变分Xα量子化学计算方法,研究了IrSb3,Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmGe3Sb9三个skutterudites的组成、结构、化学键和热电性能之间的关系。对Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmGe3Sb9,用多个模型研究了稀土元素振动的结构。计算结果表明,稀土原子靠近Ge原子的模型比靠近Sb原子的模型更为稳定,热导率也较低。Ir4NdGe3Sb9的共价键比Ir4SmGe3Sb9弱,Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmGe3Sb9的共价键又比IrSb3弱,与热导率的实验测量结果一致。
    晶格振动对Ti-Al系统相稳定的影响
    段素青
    2000, 17(S1): 11-21.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.004
    摘要 ( )   PDF(389KB) ( )  
    在电子结构计算的基础上,利用集团变分方法(CVM)研究了Ti-Al系统的高温相稳定,并且运用两种方法考虑晶格振动对相稳定的影响。结果发现,利用连续介质模型考虑的晶格振动对系统相稳定几乎无影响,而利用M?bius反演对势并计算晶格振动谱的方法考虑的晶格振动对系统相稳定有明显的影响,说明在讨论晶格振动对合金相稳定的影响时,晶格振动的光学模是很重要的。
    49≤Z≤53类钴离子3d9-3p53d10,3d9-3d84p跃迁谱线和振子强度的计算
    吉世印, 陈明伦
    2000, 17(S1): 22-26.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.005
    摘要 ( )   PDF(171KB) ( )  
    用等电子序列高离化态离子能级ΔEZc的一般拟合公式,系统计算了中Z段 49≤Z≤53类钴离子的能级,并给出了3d9-3p53d10,3d9-3d84p跃迁的波长和振子强度。
    一个FKD模型的基态与相图
    许海波, 王光瑞, 陈式刚
    2000, 17(S1): 27-32.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.006
    摘要 ( )   PDF(203KB) ( )  
    将FK模型推广到粒子间相互作用为三阱势的FKD模型。利用有效势方法,确定了原子的基态和相图,并利用转数与绕数的定义,分析了相图的周期性。
    U91+离子碰撞强度和速率系数的相对论理论计算
    鲁晓军, 邹宇, 邱玉波, 方泉玉
    2000, 17(S1): 33-38.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.007
    摘要 ( )   PDF(201KB) ( )  
    介绍了用相对论多通道理论结合量子亏损理论计算电子碰撞激发过程的方法。用此方法计算了U91+离子电子碰撞激发的碰撞强度和有效碰撞强度及速率系数。与R矩阵方法的计算结果比较表明:在激发能量阈值附近还有一组共振结构;目前的方法对共振结构的描述更精细完整。根据碰撞强度,通过对电子速度的麦克斯韦分布积分得到了有效碰撞强度与温度的关系。可以看出,碰撞强度在能量阈值附近的共振峰使低温 1s-2s跃迁有效碰撞强度增大近20%。
    弱锚泊条件下超扭曲向列相液晶显示的光学阈值电压
    张志东, 刘金伟, 马红梅
    2000, 17(S1): 39-44.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.008
    摘要 ( )   PDF(180KB) ( )  
    在超扭曲向列相液晶显示(STN LCD)中,用倾角θ和扭曲角φ确定液晶指向矢。基于液晶连续体理论,得到θφ和电势U满足的常微分方程组及其边界条件。通过松弛方法解常微分方程组两点边值问题,计算了光学阈值电压对锚泊强度的依赖关系。
    有限元技术用于研究熔体生长中的小面化现象
    刘永才, 陈万春, Simon Brandon, 吴立军
    2000, 17(S1): 45-53.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.009
    摘要 ( )   PDF(289KB) ( )  
    开发了一种基于边界保角变换技术的有限元方法来处理自由边界问题,并成功地将其用于晶体定向生长过程中的界面动力学影响的研究。所建立的基于石榴石熔体生长过程的各向异性的界面动力学模型可导致相界面上小面的出现。讨论了界面动力学模型中的最大偏移角θmax对小面的形状和计算误差的影响,给出了一种十分有效地降低计算误差的措施:在模型方程中适当计入表面张力的影响。
    策动力下动力学初-边值问题的时域配点DQ空-时半解析法
    彭建设, 张鹰, 杨杰
    2000, 17(S1): 54-58.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.010
    摘要 ( )   PDF(155KB) ( )  
    针对策动力F(x,t)=Q·sinωt作用下的一维动力学初-边值问题,直接从控制微分方程出发,提出了该计算方法。该方法在空间域采用微分积分DQ法(DifferentialQuadratureMethod),在时间域取级数,采用时域配点的方式得到求位移场全部待定参数的可解方程组,求解一次线性方程组即可求得全域的响应位移场。
    铸造系统热传导有限元法自适应分析
    张瑞红, 王鹏林, 郭长海, 张敬宇
    2000, 17(S1): 59-64.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.011
    摘要 ( )   PDF(340KB) ( )  
    基于块平衡恢复技术并考虑界面热阻进行了铸造系统非线性瞬态热传导问题的自适应有限元分析,同时采用超收敛块光滑技术及ANSYS软件对我们自编的软件进行了验证。三种有限元解与实验结果比较表明,论文采用方法是成功的
    C20与Si(100)-(2×1)重构表面相互作用的计算机模拟研究
    满振勇, 冯锡淇
    2000, 17(S1): 65-70.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.012
    摘要 ( )   PDF(196KB) ( )  
    用分子动力学的方法模拟研究了低能C20与Si(100)-(2×1)重构表面的相互作用过程。将描述C、Si结构的Tersoff势和描述原子间短程排斥的KrC势相结合,建立了一个混合势作为原子间的相互作用模型。荷能C20垂直轰击到Si(100)-(2×1)表面后,由于在<110>方向受到非对称力场的作用而产生横向的集体运动,改变的入射能量导致C20与Si(100)-(2×1)表面最接近的垂直距离不同,从而受到不同的横向力场的作用而产生不同的表面运动特性。C20能量耗尽后稳定吸附在Si(100)-(2×1)表面,且只有两个稳定吸附位置,即二聚体(dimer)和"峡谷"(trough)位,这两个吸附位置的存在可用C20与Si(100)-(2×1)表面之间非对称的表面力场分布来定性解释。最终C20与Si(100)-(2×1)表面有强烈的化学键形成。模拟结果与STM的实验观察结果进行了比较
    核裂变材料核素成份的γ特征谱分析
    田东风, 解东, 霍裕昆, 杨福家
    2000, 17(S1): 71-76.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.013
    摘要 ( )   PDF(202KB) ( )  
    研究对裂变核材料及有关核装置进行无损探测与识别的物理可行性。其要点是由测量得到的γ特征能谱出发,通过对γ射线输运过程的物理分析并引入相应的参量描述,以推论有关核材料的特征信息。数值计算模拟实验的结果表明,据此方法可以在有效的精度范围内由所测量到的裂变核材料的出射γ特征谱推算出其同位素成份等重要信息。研究结果还表明,考虑源区核材料的自吸收修正(称几何自屏蔽修正)是提高计算分析精度的关键因素之一。通过对大量计算结果的分析与综合,还给出了某些简单几何形状的自吸收修正的简要公式。该研究对有关核材料的监控、核查及衡算等安全保障技术方面有重要的应用价值。
    功率MOS器件单粒子栅穿效应的等效电路模拟方法
    唐本奇, 王燕萍, 耿斌, 陈晓华
    2000, 17(S1): 77-81.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.014
    摘要 ( )   PDF(172KB) ( )  
    根据电路模拟软件PSPICE内建元器件模型,建立了功率MOS器件单粒子栅穿效应的等效电路模型和模型参数提取方法,对VDMOS器件的单粒子栅穿效应机理进行了电路模拟和分析,模拟结果与文献中的实验数据相符合,表明所建立的等效电路模拟方法是可靠的。
    多介质体散射的共轭梯度解法
    陈东, 金亚秋
    2000, 17(S1): 82-88.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.015
    摘要 ( )   PDF(201KB) ( )  
    讨论多个介质体的电磁散射体积分方程的共轭梯度迭代求解方法,给出了介质板上方具有介质目标时的电磁散射的数值结果
    利用感应测量信息快速反演地层电导率
    杨峰, 聂在平
    2000, 17(S1): 89-94.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.016
    摘要 ( )   PDF(200KB) ( )  
    采用变形玻昂迭代法(DBIM)对6FF40(深感应测井仪)的测量数据进行地层剖面重建。利用6FF40的测量数据作为迭代的初始值,加快了迭代收敛速度;其次利用数值模式匹配(NMM)解的z向解析性质和径向线性插值方法,避免了双重数值积分。数值计算结果表明,上述两种方法应用后,其计算效率和反演质量均得到很大的提高。
    远震P波群信号的自适应时-频分析
    范万春, 李真富, 孙煜, 许进, 施仁, 刘俊民
    2000, 17(S1): 95-101.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.017
    摘要 ( )   PDF(213KB) ( )  
    简要叙述了地震事件监测研究的历史和现状,结合远震信号的地震学特点,对远震P波群信号进行了自适应时-频分析。实验结果表明,特定台站-区域对的爆炸远震P波群的时-频分布具有极强的相似性。
    二极管区对虚阴极振荡器影响的数值模拟
    孟萃, 陈雨生, 刘国治
    2000, 17(S1): 102-106.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.018
    摘要 ( )   PDF(204KB) ( )  
    将FDTD与PIC方法相结合,编制了二维、全电磁、相对论性的粒子模拟程序,对电子直接从阴极表面发射的虚阴极振荡器的物理过程进行了数值模拟。主要对电子从虚阴极返回二极管区并重新注入漂移区以及阴阳极间电压的影响进行了初步探讨。
    电弧螺旋不稳定性理论的简化分析和数值研究
    刘金远, 宫野
    2000, 17(S1): 107-112.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.019
    摘要 ( )   PDF(177KB) ( )  
    在静电磁流体方程基础上提出了柱状放电电弧等离子体的磁螺旋不稳定性的一种新的线性分析方法。通过数量级分析得到了简化扰动能量方程。数值研究了外加轴向磁场、输入功率和弧柱半径外管壁半径相对大小等对电弧不稳定性的影响
    激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟
    陈志华, 俞汉清, 屠琴芬
    2000, 17(S1): 113-120.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.020
    摘要 ( )   PDF(218KB) ( )  
    简要介绍激光-靶耦合中,二维(y,z)、三维(x,y,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维(y,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维(x,y,z)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明:成丝不稳定的产生和发展,将严重影响光束质量,应进一步深入、系统地研究。
    导体周围稀薄空气电离次级电子等离子体的粒子模拟
    周辉, 程引会, 李宝忠, 陈雨生
    2000, 17(S1): 121-125.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.021
    摘要 ( )   PDF(166KB) ( )  
    介绍了稀薄大气环境中飞行体X射线响应的数值模拟过程中,由初级电子激励的空气次级电子的粒子跟踪技术,对1Pa以下气压条件进行了计算,讨论了次级电子的等离子体行为及其对电磁场响应的影响
    岩石中爆炸波传播的数值模拟
    王铁良, 张建鑫, 韩学安
    2000, 17(S1): 126-130.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.022
    摘要 ( )   PDF(111KB) ( )  
    采用一维球对称流体弹塑性模型模拟了一系列TNT填实爆炸引起的周围岩石动力学参量的变化,根据计算结果拟合了岩石中峰值应力、粒子速度、加速度及位移的近似公式,并与一些文献中提供的实测结果进行了比较,说明数值模拟可为爆破工程、安全评估提供参考
    气液爆轰波及冲击波传播的数值研究
    田宙, 郭永辉, 郝保田
    2000, 17(S1): 131-136.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.023
    摘要 ( )   PDF(202KB) ( )  
    采用高分辨率TVD格式、MacCormack格式和二维轴对称气液两相方程组数值模拟了气液爆轰的发展过程及冲击波衰减规律,计算结果与国内外研究结果符合良好。
    自适应网格技术及其在二维动力锋生成过程模拟上的应用研究
    康红文, 王鹏云, 徐祥德
    2000, 17(S1): 137-148.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.024
    摘要 ( )   PDF(355KB) ( )  
    用一个具有解析解的二维动力锋生成过程算例,对比自适应网格方案和固定网格方案的优劣。结果表明:同等误差要求下,固定网格方案的网格点数为自适应网格方案的三倍。从时间演化上看,自适应网格对温带气旋的预报,在同等误差要求下,可比固定网格的预报延长10小时以上。网格的光滑性影响有一个优化值;在网格适当安排情况下,要适度考虑正交性。从几个切面的计算结果展示了自适应网格对网格的优良安排并能抓住锋面特征结构。
    飞机构型Euler绕流结构网格方法计算的可信度
    白文, 刘国俊, 周天孝
    2000, 17(S1): 149-155.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.025
    摘要 ( )   PDF(342KB) ( )  
    采用三种方法验证飞机构型Euler绕流结构网格方法计算。第一,同一网格,采用不同的方法或程序进行计算;采用Jameson中心差分有限体积方法和Steger-Warming流量分裂迎风格式有限体积方法,为计算提供容错手段;第二,网格细化和网格点重新分布,并通过网格收敛指标进行评估;第三,提出新的多块拼接网格拓扑,采用不同的网格拓扑进行计算。
    单只文丘利油燃烧器冷热态流场的数值模拟
    姚寿广, 李宗羲, 马哲树, 朱德书
    2000, 17(S1): 156-160.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.026
    摘要 ( )   PDF(190KB) ( )  
    针对文丘利油燃烧器流场数值模拟存在的特殊性,提出了一种分析模型和处理方法,进行了数值模拟结果与试验数据的对比分析,据此进一步对某舰船锅炉文丘利油燃烧器的冷热态流场进行了预测分析。
    基于九速四方格子模型的二维对流扩散方程格子Boltzmann方法模拟
    邓敏艺, 刘慕仁, 何云, 孔令江
    2000, 17(S1): 161-165.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.027
    摘要 ( )   PDF(141KB) ( )  
    用九速正方格子模型给出了二维对流扩散方程的格子Boltzmann方法。由对流扩散方程的对流系数和扩散系数确定了局域平衡分布函数的系数。计算机模拟结果与理论结果吻合很好。
    格子Boltzmann方法求解Burgers方程(英文)
    沈智军, 袁光伟, 沈隆钧
    2000, 17(S1): 166-172.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.028
    摘要 ( )   PDF(185KB) ( )  
    众所周知,格子方法(包括格子气和格子Boltzmann方法)在计算物理领域取得巨大进展。与之形成鲜明对比,格子方法的数学理论始终处于停滞不前的状况。为求解Burgers方程,一类带有BGK模型格子方法被构造出来,经过变量替换,发现他们属于三层非线性差分方法。使用极值原理,给出此类格式稳定性的严格证明。最后,从数值实验中可以看出,使用LBM得到的结果,与经典二阶守恒差分方法的结果符合得非常好。
    Couette流和空腔粘性流的格子Boltzmann方法模拟
    何云, 李华兵, 陈若航, 刘慕仁, 孔令江
    2000, 17(S1): 173-178.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.029
    摘要 ( )   PDF(205KB) ( )  
    采用13速六方格子Boltzmann方法研究Couette流和空腔粘性流,模拟了在Pr=0.91,Re=100,5000,及Pr=0.91,1,1.25而Re=3000情况下Couette流流场的速度、温度分布,研究了热输运过程;同时用该模型模拟了高雷诺数的空腔粘性流流场演化稳定后,形成的涡旋的形状及腔内温度分布情况。
    多分量流计算的高分辨KFVS有限体积方法(英文)
    汤华中, 邬华谟
    2000, 17(S1): 179-186.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.030
    摘要 ( )   PDF(216KB) ( )  
    论及高分辨分子动力学通向量分裂(KFVS)有限体积方法的推广。在方法中提出了适当修改Maxwell平衡分布用以修复Euler方程。基于熟知的Euler方程与Boltzmann方程的关系,提出了一类求解多分量Euler方程的高分辨分子动力学通向量分裂(KFVS)有限体积方法。应用该方法不需要求解任何Riemann问题或求解附加的非守恒压力方程也不需要任何非守恒修正。数值计算表明,数值解在物质界面附近无振荡,激波速度也正确,显示出方法的高精度及其稳健性。
    大气动力学方程组的半拉格朗日计算方案的数学研究
    王必正, 季仲贞, 应祝明
    2000, 17(S1): 187-192.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.031
    摘要 ( )   PDF(204KB) ( )  
    通过对大气动力学方程组的半拉格朗日方案的数学分析,得出主要结论如下:(1)说明了Robert的半拉格朗日方案并不是绝对稳定的,通过特征线理论和双曲拟线性方程组解的理论,进一步说明了Robert理论的不正确。(2)通过分析右端项沿轨道积分,给出了一个关于半拉格朗日方案成立的判据,该判据与CLF相仿。(3)根据浅水方程特征理论,发现半拉格朗日方案应包括沿轨道反向积分(大气中慢过程)和沿特征锥积分(大气中快过程),而已有的方案仅含前一类。因此,今后有必要研究后一类的半拉格朗日方案并研究这两类过程之间的相互作用的计算问题。(4)即使研究沿轨道反向积分问题,其特征跟原方程组解直接有关,因此,不仅仅是一个常微分方程组的问题。而大气动力学方程组的经典解一般仅在小范围成立,并且一维、二维和三维间断均会出现,故大范围反向积分特征线一般是不可能的。
    二维分子动力学程序(MDP)的并行与优化
    莫则尧, 张景琳
    2000, 17(S1): 193-198.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.032
    摘要 ( )   PDF(201KB) ( )  
    基于消息传递并行程序设计平台MPI,结合当前微处理器的高性能特征,探讨了二维分子动力学数值模拟程序的优化和并行,且具体应用到高速碰撞物理模型问题。其中,串行优化的性能提高了两倍,并行效率在由 8台高性能微机构成的微机机群上,均大于90%。
    浅水涌波数值模拟的Roe平均法
    王如云
    2000, 17(S1): 199-203.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.033
    摘要 ( )   PDF(161KB) ( )  
    为了适应数值模拟浅水涌波的需要,给出了冻结直角坐标系下的浅水波方程组系数矩阵的Roe平均法。通过对一维浅水波方程组的几种冻结法关于溃坝问题进行的数值实验比较,充分展示了Roe平均法在模拟涌波方面的优越性
    局部Klein-Nishina分布抽样
    王瑞宏
    2000, 17(S1): 204-208.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.034
    摘要 ( )   PDF(125KB) ( )  
    局部Klein-Nishina分布是指,光子与物质发生非相干散射后对散射方向的抽样限定在局部范围内。近一些年来,一种通过确定对探测器所张立体角计算探测器通量的方法被提了出来,并受到了普遍重视,局部Klein-Nishina分布抽样问题就是由此产生的。较全面地研究了局部Klein-Nishina分布抽样问题,给出了一些可行的抽样方法,并在计算机上进行了模拟抽样比较。
    小波变换及其在地球自转研究中的应用
    周永宏, 郑大伟
    2000, 17(S1): 209-214.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.035
    摘要 ( )   PDF(316KB) ( )  
    小波变换是近年来地球自转研究中常用的一种新的数据分析方法。它尤其适用于信号的局部分析、信噪分离和突变信号的检测。该文比较系统地介绍了小波变换的基本原理、小波变换的端部效应及其改进、以及小波变换在地球自转研究中的应用
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