任意翘曲S_1流面上气流通过转动叶栅与静止叶栅流场的统一计算

将通过转动叶栅的定常的相对流动和通过静止叶栅的定常的绝对流动相连接,作为统一流场求解.这样在实际的压气机和透平的计算中与S,配合,可以组成多排叶片的同时统一计算,得出多排叶片的准三元和全三元分析计算与设计. 在计算中,采用了广义的Kutta-Jukowsky条件.对最后一排叶片的出气角,中间叶栅的流函数值进行调整.实际计算表明,这种调整是敏感和有效的.计算结果表明:相对于不定常计算,计算比较简单,可供工程使用.     

多原子分子简正振动频率的量化计算

针对较大分子振动频率的量化计算,提出了一个节省计算成本的方法.含N个原子的分子的振动频率的计算通常需要计算3N维势能超曲面及其二阶导数构成的Hessian矩阵,然后解其特征方程得到全部简正振动模式的振动频率.N越大,计算成本越大.本文提出,针对那些由平衡结构和对称性就能完全确定的振动模式,可以逐个计算其振动频率.当仅考虑一个振动模式时,3N维的Hessian矩阵的计算转化为一维的势能曲线的计算.基于简谐振子近似推导单一振动模式下分子势能曲线的表达式,接着量化计算势能曲线,将势能曲线拟合到表达式中以获得振动频率.相比计算3N维势能超曲面及其二阶导数的Hessian矩阵,仅计算一维势能曲线而节省下来的计算资源可以允许选择更高级别的计算方法和采用更为完备的基组,提高计算的精度.本文首先以计算水分子的B₂振动模式的振动频率为例,说明了这种方法的可行性.接着将这种方法应用到SF₆分子中.多参考组态相互作用(MRCI)方法是计算电子相关能的有效方法,本文采用MRCI/6-311G~*基组分别计算了SF₆的A_1g...     

计算机物理前沿及其与计算机技术的交叉

计算物理学是随着计算技术发展而形成的一门新兴的交叉学科.它是用现代计算技术武装起来的"实验的"理论物理学和"虚拟的"实验物理学.文章回顾了计算物理的发展历史,介绍了计算物理研究状况和前沿问题,并展望了新世纪计算物理面临的挑战.     

基于冗余图态的多人协作量子计算

量子计算是一种基于量子力学基本原理设计的新型计算模型,在某些特定问题上表现出了远超经典计算机的处理能力.随着量子计算任务复杂度的提高,如何分配量子计算资源,实现多方协作的量子计算,将成为量子计算领域待解决的一个重要问题.本文在一次性量子计算的基础上,提出了基于冗余图态的多人协作量子计算方案.不同于传统图态中每个节点仅对应一个粒子,冗余图态中每个节点都对应若干粒子.参与量子计算的每一方都将分配到一组完整涵盖各节点的粒子,各方将自行协商完成图态的分割以及后续的测量,从而实现多人协作的量子计算.在本方案中,参与量子计算的各方可以根据自身任务的需要来确定量子计算的合作方式并进行资源分配,使量子计算具备更高的灵活性与开放性.此外,本文还提出了一个两方协作制备任意单比特量子态的光学实验方案.     

光线在恒星表面附近传播的偏折角

光线在恒星附近传播时,理论计算的偏折角有两个结果.一个结果由Newton引力论计算而得,另一个由Einstein广义相对论计算得到.后者是前者的两倍.对于与人类最近的恒星太阳,数值计算结果分别为0.875″(角秒)和1.75″,本文给出这两个结果的详细计算过程.日食发生时是检测理论结果的良好时机,迄今为止所有的实验观测结果支持相对论对太阳光线偏折角的计算.     

一种新的壁面距离计算方法——循环盒子法

很多湍流模型都需要内点到壁面的距离,当网格量特别大时,计算壁面距离不仅计算量很大,而且费时.通过对当前壁面距离计算方法的分析,提出一种新的计算方法——循环盒子方法.循环盒子法计算效率高,通用性和健壮性较好,可以得到和直接法相同的结果.通过对7个二维和三维算例的计算表明,循环盒子法的计算时间比直接法缩小一个量级.而且,对于同一个问题,随着网格的加密,循环盒子法效率更高.     

全电离氢等离子体的电导率（英文）

主要研究了全电离等离子体的散射相移、传输截面和电导率.相移应用WKB方法计算,且计算结果与使用精确计算方法得到的结果非常一致,证明了所用计算方法的正确性和准确性.在对传输截面的计算中,观察到了形状共振,这种共振是由于半束缚态的消失产生的.电导率的计算应用了Chapman-Enskog方法,并与其它理论和实验结果进行了比较.     

基于非挥发存储器的存内计算技术

通过在基本单元上集成存储和计算功能,存内计算技术能够显著降低数据搬运规模,被广泛认为是突破传统冯·诺依曼计算架构性能瓶颈的新型计算范式.非挥发存储器件兼具非易失特性和存算融合功能,是实现存内计算的良好功能器件.本文首先介绍了存内计算范式的基本概念,包括技术背景和技术特征.然后综述了用于实现存内计算的非挥发存储器件及其性能特征,包含传统闪存器件和新型阻变存储器;进一步介绍了基于非挥发存储器件的存内计算实现方法,包括存内模拟运算和存内数字运算.之后综述了非挥发存内计算系统在深度学习硬件加速、类脑计算等领域的潜在应用.最后,对非挥发型存内计算技术的未来发展趋势进行了总结和展望.     

机器学习辅助绝热量子算法设计

量子计算在近十年取得了长足的进展.随着量子调控技术达到前所未有的高度,包括超导量子比特、光量子器件、原子系综等在内的量子实验平台都进入到了崭新的时代.目前在特定计算任务上超越经典的量子计算优势也已经被报道.其中一种可以有效运用可控量子器件的计算方案是采用绝热量子计算.绝热量子计算中算法的选择与研究至关重要,其将直接决定量子计算优势是否能够最大限度地被挖掘.本综述主要介绍近期机器学习在绝热量子算法设计方面的应用,并讲述该计算架构在3-SAT和Grover搜索等问题上的应用.通过与未经机器学习优化设计的绝热量子算法对比,研究表明机器学习方法的应用可以极大提高绝热量子算法的计算效率.     

《计算物理》征稿简则

正《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展.在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围.《计算物理》中英文稿兼收,并采用混合编排的形式在国内外发行.     

《计算物理》征稿简则

正《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展.在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围.《计算物理》中英文稿兼收,并采用混合编排的形式在国内外发行.     

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<正>《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展.在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围.《计算物理》中英文稿兼收,并采用混合编排的形式在国内外发行.     

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缝洞型介质流动模拟的多尺度分解法

缝洞型介质通常具有非均质性强、结构多尺度的特征.传统数值方法在解决此类多尺度流动问题时,难以兼顾计算精度与计算效率,无法实际应用.对此,本文提出了多孔介质流体流动的多尺度分解法,并应用于缝洞介质流动模拟,能够大幅减小计算的复杂度,同时,可以通过控制均化程度控制计算精度.该方法将求解空间分为若干个子空间的正交直和,从而获得一个近线性的计算复杂度;以分层计算的方式实现了快速计算,另外这种方法是一种无网格方法,具有较好的地层适应性.同时,采用离散缝洞模型简化缝洞结构,进一步提高了计算效率.详细阐述了基于多尺度分解法的多孔介质流体流动数值计算格式的建立,重点介绍了如何在不同的层次上计算基函数.数值结果表明,本文提出的计算方法不仅能够准确捕捉多孔介质中的精细流动特征,而且具有很高的计算效率,是一种有效的流动模拟方法.