三分子模型中斑图形成及分岔现象

以三分子模型为例研究了在化学反应扩散系统中远离`Turing分岔的斑图形成过程.一方面,采用模拟方法观察斑图形成的动力学过程和终态斑图的结构;另一方面,适当选取组成模导出了模耦合方程,用数值求解模耦合方程的方法确定终态斑图的结构.发现在多种班图共存的参数区域,斑图形成的动力学过程和终态斑图结构对初态无序性的酸性,这种敏感性来源于模耦合中的模式竞争与合作效应.还发现,远离`Turing分岔的班图转变有不同类型的分岔,这联系于斑图转变过程中不同的滞后行为.     

固体灾变性破坏现象

固体灾变性破坏现象多年来一直备受关注,由于其复杂性,固体灾变性破坏问题一直是力学中的典型难题之一.文章结合岩石类介质的实验观测,讨论了非均匀脆性介质灾变性破坏现象的复杂性,介绍了发展有关统计理论的初步尝试和所面临的难题,并探讨了预测灾变性破坏的可能方案.     

氢原子传输及负氢离子产生全三维数值模拟研究

理论分析了负氢离子源中中性粒子传输特性及引出电极表面产生负氢离子(H^-)的物理过程, 研究了引出孔传输率对氢原子传输的影响,深入剖析了氢原子与不同属性导体壁碰撞以及碰撞后反射的物理情景.基于CHIPIC软件平台,成功研制了全三维 Particle-in-cell with Monte Carlo Collision 氢原子传输及负氢离子产生物理过程的模拟算法,并采用JAEA 10A负氢离子源进行模拟验证.模拟达到稳态后,氢原子平均能量约为0.57 eV, 且H原子呈现+Y漂移,当非均匀氢原子束轰击引出壁时,导致产生的负氢离子空间分布不均匀. 这些模拟结果都与文献符合,验证了算法的可靠性.     

磁绝缘传输线中心汇流区电子能量沉积及温度变化的数值模拟研究

介绍了实现高能电子轰击阳极表面产生的能量沉积及温度变化的数值模 拟理论及方法.构建了一个简单的束发射模型,初步验证了阳极表面电子能量沉积数值计算的准确性. 选取四层圆盘锥形磁绝缘传输线中心汇流区为模型, 对其工作过程中产生的阳极能量沉积及温度变化进行数值模拟,并 将模拟结果与国外相关文献的结论进行了对比,进一步证明了模拟的 准确性.对模拟结果进行了分析,探讨了模拟中结果产生的物理机理.     

JAERI 10 A 离子源体积产生效率数值优化

阐述了拥有自主知识产权的粒子模拟-蒙特卡罗算法, 采用该算法数值研究了JAERI 10 A多峰离子源放电特性, 并分析主要放电参数(气压、放电电极位置、过滤磁场大小、放电电压等)对体积产生率的影响. 模拟结果显示: 为了得到高体积负氢离子产量, 过滤磁场不宜太大, 放电电压不宜太小, 而应该适当选取过滤磁场和放电电压, 主要通过同时调节气压和放电位置来实现离子源优化.     

3维楔形阴极场致发射模型

分析了场致发射的物理机理,在3维Yee网格模型的基础上导出并实现了场致发射的发射条件,并引入Pade网格算法加密尖端网格。以一个楔形阴极场致发射模型为例得到了场致发射的伏安特性曲线,并且在高电压时得到了3/2次方的空间电荷限制流。同时为了解决粒子数与网格的巨大引起的计算量大的问题,引入了消息传递机制并行算法,得到3.0以上的并行加速比。     

94 GHz单阳极磁控注入式电子枪初始参数设计

根据94 GHz回旋振荡管对电子束的需求,在理论分析电子枪工作原理的基础上通过大量编程对94 GHz单阳极磁控注入式电子枪的一系列参数进行了初始设计, 基于粒子模拟软件CHIPIC开发了专门针对磁控注入式电子枪的计算模块并对其进行了数值模拟。模拟结果显示:该枪的电子束横纵速度比为1.42、速度零散为4.6%,符合回旋振荡管对电子注的要求。     

粒子模拟中阳极栅网模型的实现

在3维Yee网格和蛙跳模型上建立了一种合理的描述阳极栅网中电子散射过程的物理模型,在经典碰撞理论基础上推导了散射角和动量公式,并运用蒙特卡罗法模拟了高斯分布电子束在径向虚阴极情景下的阳极栅网散射过程。模拟结果出现了明显的虚阴极现象,平均功率0.60GW,虚阴极效率4.5%,微波主频4.7GHz,主模是TM01模。这些参数与文献模拟的数据基本符合,证明了虚阴极中阳极栅网数值模拟实现的正确性。     

临界敏感性:寻找灾变预测的线索

在漫长的历史中，人类社会遭遇过不计其数的灾难性事件，使生命和财产受到巨大损失．如果我们能预测灾害，则可能最大限度地降低灾害造成的损失，甚至可能采取有效措施避免灾害的发生．因此，千百年来，灾害预测一直是人们追求的一个目标．     

固体破坏的损伤演化诱致突变现象

固体破坏问题在理论上及实际上均极为重要，是涉及力学，物理学及非线性科学等学科的一个十分复杂基本问题，文章介绍了基于细观非线性动力学模型的研究所取得的进展，发现系统显示一种共性特征，称为演化诱致突变，即演化模式从整体稳定向灾变性模式转变，宏观破坏的样本个性行为，以及宏观性质对细观无序性的敏感性。