过刊目录

2017年, 第34卷, 第4期
刊出日期：2017-07-25 上一期    下一期

---

全全选选:

导出引用 EndNote Ris BibTeX

隐藏/显示图片

Select

惯性约束聚变中内爆混合的模型构建 于承新, 范征锋, 刘杰, 贺贤土 2017, 34(4): 379-386.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1933KB) ( )   从热斑质量方程和能量守恒方程入手，重新计算考虑混合后聚变燃料的比内能和比热容等热力学参数，分析混合效应在轫致辐射损失等能量输运方面的作用，构建有杂质混合情况的热斑燃烧动力学模型.根据静态模型中的热斑燃烧的功率平衡条件，研究烧蚀层杂质混合比例与点火阈值和热斑自持燃烧的关系.理论分析和数值计算表明，混合效应导致热斑中的轫致辐射增强是点火失败的重要因素之一.通过调整不同掺杂材料、混合浓度及混合方式，得到壳层混合与热斑面密度、热斑离子温度的演化之间的关系.最后，基于模拟结果给出两种降低混合影响的方法.

Select

基于三维Fokker-Planck方程的电子回旋波加热与电流驱动模拟 郑平卫, 何丽华, 黄千红, 邓盛, 龚学余 2017, 34(4): 387-393.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1554KB) ( )   利用反弹平均的三维Fokker-Planck方程，对电子回旋波加热和电流驱动进行数值模拟.考虑超热电子径向扩散对电流驱动的影响，在方程中加入径向扩散输运项，采用九点格式的中心差分对方程进行数值离散得到系数矩阵，采用不完全LU分解对系数矩阵进行预处理，利用双共轭梯度稳定法求解得到分布函数.在不考虑电子径向扩散输运条件下，得到电子回旋波驱动电流密度与功率沉积密度的分布；考虑径向扩散输运的计算结果与BANDIT3D进行比较，驱动电流分布的趋势基本一致.

Select

气体体积粘性对二维环形激波聚焦的影响 李馨东, 赵英奎, 欧阳碧耀, 胡宗民, 姜宗林 2017, 34(4): 394-402.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2294KB) ( )   基于体积粘性系数ζ的分子运动论和连续介质理论，对二维环形激波聚焦（马赫数Ma=2.0）的体积粘性效应进行数值研究，结果表明：对于热完全气体，体积粘性使得激波汇聚中心点处的压力减小、温度增加、密度减小，聚焦点物理参数的改变量分别可达20%、10%、30%，体积粘性效应对环形激波聚焦的影响是不可忽略的；与转动模态相比，在振动模态下环形激波聚焦的体积粘性效应更为明显，因为激波聚焦点附近的体积粘性应力ζ▽·V与热力学压力p达到同一数量级，从而显著改变了流动参数.

Select

高空电磁脉冲环境计算中的自洽方法 程引会, 李进玺, 马良, 郭景海, 赵墨, 吴伟 2017, 34(4): 403-408.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(930KB) ( )   高空电磁脉冲环境计算中包含自洽过程，康普顿电流既是产生电磁脉冲的源项，同时又受电场的影响.本文从一维模型出发，经过合理近似，推导出康普顿电流与本地电场之间的解析关系.利用等效电导率的概念，将该自洽过程加入到原有计算模型中.利用粒子模拟和时域有限差分方法，对推导出的康普顿电流和电场关系进行验证.最后给出一个考虑自洽过程的高空电磁脉冲算例.

Select

SPH方法气-液界面边界条件研究 周杰, 徐胜利 2017, 34(4): 409-416.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2220KB) ( )   针对界面附近粒子光滑函数截断和非物理穿透问题，提出一种气-液界面边界条件的处理方法.当界面附近支持域出现不同材料粒子，每步计算可在支持域设置虚粒子，按照密度分配方法给虚粒子物理量赋值，并对界面附近粒子引入气-液两相阻力.采用SPH方法和Level-Set方法，计算运动激波对气-液界面作用问题，两者计算结果一致，初步验证了气-液界面边界条件处理的适用性.用SPH方法分别计算超声速气流中的圆截面液柱绕流和下落问题，界面两侧粒子压力和法向速度连续，给出弓形激波、回流区和下游回流区等定性合理结果.表明本文方法可适度避免界面附近流体粒子光滑截断和粒子非物理穿透现象、界面附近流场数值振荡.

Select

分数阶对流扩散方程的特征有限元方法 朱晓钢, 聂玉峰, 王俊刚, 袁占斌 2017, 34(4): 417-424.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1850KB) ( )   讨论非线性分数阶对流扩散方程的特征有限元方法.利用特征线法和分数阶有限元框架，构建一种基于特征方向的全离散有限元格式.模拟物理问题，并在数值上与常规有限元格式进行比较，计算结果表明：该方法能准确地捕捉到控制方程的精确解，即使是在对流效应占优时，也具有稳定性好和逼近精度高等特征.

Select

强声波作用下煤颗粒周围气体的振荡流动特性 许伟龙, 姜根山, 安连锁, 刘月超, 吴亚攀 2017, 34(4): 425-436.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5286KB) ( )   根据二维非稳态层流的质量和动量守恒方程，研究强声波作用下煤颗粒周围气体的振荡流动特性.入射波的振幅远大于颗粒特征长度，声雷诺数小于20.根据通用微分方程的解，详细分析不同声雷诺数与斯特劳哈尔数下，颗粒壁面的流场分布、轴向压力梯度、切向应力及分离角的分布，发现在低频（~50 Hz）时，颗粒壁面轴向压力梯度、切向应力及流动分离角的分布主要受曲率效应影响，其变化规律与振荡速度的幅值变化相对应；在高频时（~5 000 Hz），颗粒壁面轴向压力梯度、切向应力及流动分离角的分布同时受到曲率效应和流动加速度的影响.为进一步研究强声波强化煤颗粒燃烧提供理论基础.

Select

水平井与直井混合注采井网的流场计算——以五点法注采井网为例 叶双江, 陈志海, 姜汉桥, 汪震, 李琳琳 2017, 34(4): 437-444.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6213KB) ( )   基于保角变换和镜像反映原理，建立五点法水平井与直井混合注采井网流场数学模型，导出其势函数和流函数数学表达式，得到五点法混合注采井网内部等势线和流线分布.研究水平井长度、水平井与直井连线夹角、平面各向异性及水平井不同平面位置等因素对混合注采井网内部流场分布的影响.结果表明：混合注采井网水平井跟端和趾端，流线分布相对密集，两端位置产液能力较强；水平段越长，其流线控制的泄油面积越大；水平井与直井连线成45°角时，水平井与正对的两口直井间的驱替强度相对较大；水平井垂直于主渗透率方向时，流线均匀密集地汇聚到生产井，易形成线性驱替；混合注采井网内部水平井偏离中心位置程度越大，流线分布疏密分化越明显.

Select

应用于换热网络优化的RWCE算法接受差解策略分析与改进 于盛男, 崔国民, 肖媛, 周剑卫 2017, 34(4): 445-452.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2385KB) ( )   以一定的概率接受差解是强制进化随机游走算法（RWCE）换热网络结构进化、跳出局部最优的关键.首先分析接受差解策略对算法的优化作用，通过设置不同的接受差解概率，对比RWCE算法优化换热网络的结构进化过程，基于分析结论，提出以换热器数目为导向的接受差解概率控制策略，提升算法的计算效率和结构进化能力.通过算例验证，表明引入该策略的RWCE算法具有更强的全局搜索能力，优化质量得到有效提升.

Select

纳观尺度裂纹扩展微观机理的晶体相场法研究 高英俊, 杨瑞琳, 黄礼琳, 刘瑶 2017, 34(4): 453-460.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4367KB) ( )   采用晶体相场方法模拟不同预变形量的样品在单轴拉应变作用下的纳观裂纹扩展行为.观察纳观尺度的裂纹演化过程，结果表明：对于无预变形的样品，在拉应变作用下，由于裂口处应变集中，当应变量达到临界值时，裂口开始起裂并伴随位错出现，随着裂尖的前进位错伴随着裂尖而滑移.对于预变形的样品，在较小的临界应变值裂口起裂，且预变形量越大，裂纹越易起裂和扩展.在裂纹扩展早期阶段呈现出扩展-转向-扩展的长大特征，其本质是裂纹扩展由于裂尖附近的位错滑移受阻引起应变集中，造成主次原子晶面方向的原子键交替断裂，使得裂尖扩展沿[√3,1]和[√3,-1]方向交替改变而前进，裂纹边缘呈锯齿形状.样品的裂纹扩展后期出现显著的类似解理裂纹扩展行为，解理方向沿[√3,1]和[√3,-1]方向，且预变形量大的样品裂纹解理扩展更明显且扩展较快.

Select

结构材料辐照损伤的分子动力学程序GPU并行化及优化 祁美玲, 杨琼, 王苍龙, 田园, 杨磊 2017, 34(4): 461-467.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1870KB) ( )   基于NIVIDIA公司的CUDA架构对结构材料辐照损伤的分子动力学程序在单个GPU上进行并行化，并对影响程序运行效率的相关因素进行分析和测试.经过一系列优化，当粒子数为两百万时，对比单CPU的执行时间，优化后的GPU程序其双精度加速比可达112倍，单精度加速比达到了三百倍，为后续扩展多GPU结构材料辐照损伤的分子动力学程序奠定基础.

Select

高压下硫化钙的弹性和热力学性质的第一性原理计算 牛兴平, 孙兆楼 2017, 34(4): 468-474.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1711KB) ( )   利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法结合准谐德拜模型研究NaCl结构的CaS在高压下的弹性和热力学性质.计算得到的零温零压下的晶格常数、体弹模量与实验值符合得很好.弹性常数和弹性模量随着压强的增大而增大.压强对体弹模量和热膨胀系数的影响大于温度的影响.热容随压强的升高而降低，在高温下热容接近于Dulong-Petit极限.通过求解Gibbs自由能计算得到B1结构和B2结构CaS的相变压为36.61 GPa.

Select

Ag-S共掺杂AlN电子结构和光学性质的第一性原理研究 袁娣, 黄多辉, 杨俊升 2017, 34(4): 475-482.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3757KB) ( )   用第一性原理平面波赝势方法对纯AlN和Ag-S共掺杂AlN的结合能、电子结构和光学性质进行计算分析.结果表明：施主杂质S原子的引入可以有效增加受主杂质Ag原子在AlN中的掺杂浓度，降低受主能级，对受主Ag原子起到了激活的作用，Ag-S共掺杂有助于实现高效的p型AlN.体系掺杂后的介电函数虚部和光吸收谱分别在低能区出现新的峰，其吸收边向低能方向偏移，增强了体系对低频电磁波的吸收.

Select

单轴[110]应力硅电子迁移率 马建立, 付志粉, 李洋, 唐旭东, 张鹤鸣 2017, 34(4): 483-488.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1711KB) ( )   基于k·p微扰法研究单轴[110]应力作用下硅的导带结构，获得单轴[110]应力硅的导带底能量及电子有效质量.在此基础上，考虑电子谷间、谷内及电离杂质散射，采用弛豫时间近似计算单轴[110]应力硅沿不同晶向的电子迁移率.结果表明：单轴[110]应力作用下硅的电子迁移率具有明显的各向异性.在[001]、[110]及[110]输运晶向中，张应力作用下电子沿[110]晶向输运时迁移率有较大的增强，由未受应力时的1 450 cm2·Vs-1提高到2 GPa应力作用下的2 500 cm2·Vs-1.迁移率增强的主要原因是电子有效质量的减小，而应力作用下硅导带能谷分裂导致的谷间散射几率的减小对电子迁移率的影响并不显著.

Select

强外电场作用下CCl3F物理特性与光谱 程启源, 刘玉柱, 李静, 张巍, 陈飞, 林华, 秦朝朝 2017, 34(4): 489-494.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1305KB) ( )   运用密度泛函理论在6-311++G（d，p）基组上进行优化并在x轴方向增加电场（F=-0.025~0.025 a.u.），对CCl3F分子结构、偶极矩、总能量、电荷分布和能隙、C-Cl键特征吸收峰进行研究.结果表明：随着外场强度的增加，C-Cl键键长逐渐减小，偶极矩先减小后增大，总能量先增大后减小，Cl原子的电荷分布逐渐增大，当F=-0.015 a.u.时，由负电性转变为正电性，达到新的亲核亲电反应作用点.而能隙在没有外加电场时也达到最小值，此时最容易发生电场降解反应.C-Cl键的红外特征吸收峰随着负电场的增强出现蓝移.

Select

立方五次方非线性薛定谔方程的动力学及模式漂移 花巍, 吕嫣, 刘世兴, 刘学深 2017, 34(4): 495-504.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6661KB) ( )   利用辛算法研究立方五次方非线性薛定谔方程的动力学，讨论随着五次方系数的增大方程的动力学性质.在相图中计算得到同宿轨交叉和椭圆轨道，系统具有周期解.讨论方程的解模式的漂移，结果表明解模式的漂移速度随着五次方系数的增大而减慢.