激光等离子体相互作用的2(1/2)维粒子模拟程序

研制了2(1/2)维粒子模拟程序PLASIM(Plasma Simulator),介绍经过验证的该粒子模拟程序的算法,其特点是自含碰撞,即β粒子云模型的选取使得该程序无需额外的计算开销就能在程序中自洽地含有碰撞,使计算结果更加符合实际情况.另外电子和离子的运动都是相对论的,适于模拟超强激光与等离子体的相互作用.     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3的磁电性能研究

对铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3单晶样品中的介电和磁性能进行了研究. 认为在其反铁磁相变点观察到的介电常数和损耗的异常来自于自发极化序和自旋序的相互作用引起的磁电耦合. 磁矩与温度的关系曲线在Néel点以下的低温段呈上升趋势,测得的磁滞回线证明有弱铁磁性出现. 对铁电磁体磁电相互作用的Monte Carlo模拟得到与实验类似的结果.     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3的磁电性能研究

对铁电磁体Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃单晶样品中的 介电和磁性能进行了研究. 认为在其反铁磁相变点观察到的介电常数和损耗的异常来自于自发极化序和自旋序的相互作用 引起的磁电耦合. 磁矩与温度的关系曲线在Nel点以下的低温段呈上升趋势，测得的磁滞 回线证明有弱铁磁性出现. 对铁电磁体磁电相互作用的Monte Carlo模拟得到与实验类似的 结果. 关键词： 铁电磁体 1/2Nb_1/2)O₃')" href="#">Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃ 磁电耦合 Monte Carlo模拟     

3维电磁粒子模拟程序设计

在3维Yee网格模型以及蛙跳模型的基础上,分析了3维电磁场离散算法及其稳定条件,讨论了3维空间网格上电磁场作用于粒子的平均场权重法和粒子作用于电磁场的Charge-conserving法,同时也讨论了3维空间网格上理想导体边界条件、自由吸收边界条件、爆炸式发射模型的模拟实现方法。以向内发射同轴二极管为例从其电流电压关系及电子束运动特性方面验证了模拟的正确性。     

3维电磁粒子模拟程序设计

 在3维Yee网格模型以及蛙跳模型的基础上,分析了3维电磁场离散算法及其稳定条件,讨论了3维空间网格上电磁场作用于粒子的平均场权重法和粒子作用于电磁场的Charge-conserving法,同时也讨论了3维空间网格上理想导体边界条件、自由吸收边界条件、爆炸式发射模型的模拟实现方法。以向内发射同轴二极管为例从其电流电压关系及电子束运动特性方面验证了模拟的正确性。     

(2+1)维Konopelchenko-Dubrovsky方程新的多孤子解

利用齐次平衡方法,将(2+1)维Konopelchenko-Dubrovsky方程转化为两个变量分离的线性偏微分方程,然后采用三种不同的函数假设,得到相应的常系数微分方程,通过求解特征方程,方便地构造出Konopelchenko-Dubrovsky方程新的多孤子解.     

二维等离子体粒子模拟程序介绍

对研制的激光等离子体相互作用二维粒子模拟程序作了剖析,着重介绍了该程序具有的特点     

(2+1)维破裂孤子方程的新多孤子解

Hirota双线性方法是一种非常有效的直接方法，使得求解非线性演化方程的多孤子解转化为 代数求解.将这一方法进一步拓展，求得了(2+1)维破裂孤子方程的新多孤子解. 关键词： 双线性方法 多孤子解 (2+1)维破裂孤子方程     

激光等离子体二维相对论电磁粒子模拟

研制了激光等离子体二维相对论电磁粒子模拟程序(2DCIC)。追踪几万甚至百万个模拟粒子在外加激光场和自洽场中运动,自洽地计算电荷和电流密度,求解完全的Maxwel方程,电子的相对论运动方程和离子的牛顿运动方程,辅以灵活的诊断研究波-波,波-粒子相互作用的发生、发展和饱和的细节以及时间演化规律。激光可以正入射,也可以斜入射;等离子体可以是均匀密度,也可以具有密度梯度;为了节约机时,还发展了并行运算。物理模型参数可调,既适用于研究激光聚变等离子体相互作用,也适用于超短脉冲超强激光等离子体相互作用和其它等离子体问题。经过多次试算检验,对等离子体平衡态进行了计算研究,对于超短脉冲超强激光的传播也进行了初步模拟计算。     

(2+1)维Boussinesq方程的Backlund变换与精确解

借助于符号计算软件Maple，对方程的种子解作适当的未知函数替换，然后利用Backlund 变 换通过具体的符号演算获得了(2+1)维Boussinesq方程的一系列精确解.这些解包括类孤子解 和有理解,其中有的解中含有任意函数，当任意函数取特殊函数时，这些解具有丰富的结构 ，有些结构可能对物理现象的研究是有意义的. 关键词： (2+1)维Boussinesq方程 Backlund 变换 精确解 类孤子解     

二维电磁等离子体粒子云网格法并行程序的可扩展性分析

大规模并行处理的发展要求并行应用程序具有良好的可扩展性.以二维电磁等离子体粒子云并行程序为例,描述了近优可扩展性分析的应用.在已知小规模系统性能的基础上,通过近优可扩展性分析,可以得到更大规模的系统在多少台处理机上运行更为"合理"的信息.     

SIMILARITY REDUCTIONS OF THE (2+1)-DIMENSIONAL BURGERS SYSTEM

In this paper, using the direct method of the (2+1)-dimensional multi-component Burgers system, some types of similarity reductions are obtained. The corresponding group explanations of the reductions, Virasoro integrability and soliton solutions of Burgers system are also discussed.     

针-板空气间隙流注放电起始过程的三维PIC/MCC仿真研究

流注放电作为自然界中闪电传播的预电离机制、高压输变线路间长空间间隙放电的重要初始阶段,在工业领域存在诸多潜在应用,近年来引起人们越来越多的关注.流注放电具有典型的多尺度、非线性的放电特征,实验观测中多呈现出分叉等不规则结构.为了研究其微观结构特性和行为特征,本文采用三维粒子仿真模型(PIC/MCC),着重研究了流注从针型正电极的起始和发展过程.模型采用了可变自适应网格、可变粒子权重以及并行计算等技术,有效地降低了三维粒子仿真的计算时间.通过调节针型电极上的施加电压幅值、改变气体组分及调整电极形状尺寸等,研究了放电参数变化对流注放电的分叉结构、半径等行为的影响.模拟结果表明:随着电压的升高,流注的半径及分叉数目增加;对比不同气体组分(纯氧以及不同比例氮氧混合气体),发现其对流注的分叉数目影响较为显著;针型电极结构直接影响了流注的起始时间和形貌.     

高加载率条件下LY12铝合金损伤断裂现象的研究

 本文以球形实体中含有一球形空穴为基本单元，通过分析单元的受力状态，推导出了一个韧性介质空穴增长模型。模型中考虑了介质的硬化，应变率效应，同时还考虑了惯性效应。在考虑空穴成核效应时，采用了热激活成核机制。对LY12铝合金进行了二维层裂实验，采用本文提出的动态损伤模型，借助于二维Lagrange弹塑性流动有限差分程序对二维层裂实验进行了数值模拟，计算结果与实验吻合较好。     

Ignition by moving hot spheres in H2-O2-N2 environments

A combined experimental and numerical study was carried out to investigate thermal ignition by millimeter size ($d=6$ mm) moving hot spheres in H₂-O₂-N₂ environments over a range of equivalence ratios. The mixtures investigated were diluted with N₂ to keep their laminar flame speed constant and comparable to the sphere fall velocity (2.4 m/s) at time of contact with the reactive mixture. The ignition thresholds (and confidence intervals) were found by applying a logistic regression to the data and were observed to increase from lean ($\Phi =0.39$; T_sphere = 963 K) to rich ($\Phi =1.35$; T_sphere = 1007 K) conditions. Experimental temperature fields of the gas surrounding the hot sphere during an ignition event were, for the first time, extracted using interferometry and compared against simulated fields. Numerical predictions of the ignition thresholds were within 2% of the experimental values and captured the experimentally observed increasing trend between lean and rich conditions. The effect of stoichiometry and dilution on the observed variation in ignition threshold was explained using 0-D constant pressure delay time computations.     

在并行网络上实现叶轮机械内部流动两类流面准三元迭代并行计算

叶轮机械S1／S2两类流面迭代计算具有天然可并行性，在科学与工程计算国家重点实验室的SGI工作站网络上首次实现了两类流面准三元迭代并行计算．     

1+3/2与1+1/2对转涡轮对比分析

为理清1 1/2对转涡轮及1 3/2对转涡轮使用范围和效能,从而帮助设计决策,本文采用Stewart方法,从速度三角形基本分析入手,以速功比为主要变量,考察、对比1 3/2和1 1/2对转涡轮性能特点.研究表明:各转速比下,1 3/2对转涡轮高效率范围都比1 1/2对转涡轮窄,但其高效区发生在更小的总速功比区域;随转速比绝对值增加,两种涡轮高效率区都增加,高效率区位置都偏向大的总速功比区域;相比于1 1/2对转涡轮,1 3/2对转涡轮具有较低出功比,且偏向于低速功比区域;随转速比绝对值增加,两种对转涡轮出功比范围均拓展.这些结果为未来先进航空发动机涡轮选型提供了重要借鉴.     

约化场强对氮-氧混合气放电等离子体演化特性的影响

采用零维等离子体动力学模型,计算了不同约化场强条件下N₂/O₂放电等离子体的演化特性.结果表明,平均电子能量与约化场强有着近似的线性关系,在约化场强为100 Td时,平均电子能量约为2.6 eV、最大电子能量达35 eV;约化场强是影响电子能量函数分布的主要因素.气体放电过程结束后,振动激发态氮分子的粒子数浓度不再变化,电子激发态的氮分子、原子和氧原子的粒子数浓度达到一峰值后开始降低;放电结束后的氧原子通过复合反应生成臭氧.约化场强升高,由于低能电子减少的影响,振动激发态氮分子的粒子数浓度降低,当约化场强由50 Td增加75 Td,100 Td时,粒子数浓度由3.83×10¹¹ cm^-3降至1.98×10¹¹ cm^-3和1.77×10¹¹ cm^-3,其他粒子浓度则相应增大. 关键词： 等离子体 约化场强 粒子演化 数值模拟     

N2微空心阴极放电特性及其阴极溅射的PIC/MC模拟

采用两维PIC/MCC模型模拟了氮气微空心阴极放电以及轰击离子 (N₂⁺,N⁺) 的钛阴极溅射. 主要计算了氮气微空心阴极放电离子 (N₂⁺,N⁺) 及溅射原子Ti的行为分布, 并研究了溅射Ti 原子的热化过程. 结果表明: 在模拟条件下, 空心阴极效应是负辉区叠加的电子震荡; 在对应条件下, 微空心较传统空心放电两种离子 (N₂⁺,N⁺) 密度均大两个量级, 两种离子的平均能量的分布及大小几乎相同; 在放电空间N⁺的密度约为N₂⁺的1/6, 最大能量约大2倍; 在不同参数 (P, T, V)下, 轰击阴极内表面的氮离子(N₂⁺,N⁺)的密度近似均匀, 其平均能量几乎相等; 从阴极溅射出的Ti原子的初始平均能量约6.8 eV, 离开阴极约0.15 mm处几乎完全被热化. 模拟结果为N₂微空心阴极放电等离子体特性的认识提供了参考依据. 关键词： 微空心阴极放电 PIC/MC模拟 2等离子体')" href="#">N₂等离子体