計算物理最新期刊目錄

不同退火溫度對Fe₈₀P₂₀非晶合金微結構與力學性能的影響————作者：李兵兵;劉濤;高明;文大東;王小云;鄧永和;

摘要：采用分子動力學模擬研究方法，系統研究了700 K至1700 K不同退火溫度對Fe₈₀P₂₀金屬玻璃微觀結構和力學性能的影響。結果表明，退火溫度是調控金屬玻璃年輕化的關鍵因素。在1100 K時，樣品的勢能和自由體積達到最大，顯示出明顯的年輕化特征。隨著退火溫度的增加，P原子的配位數中P原子數量減少，導致自由體積降低。老化樣品中類二十面體結構含量較高，而年輕...

一種基于壓力過濾有限元格式的速度修正投影法————作者：尹林茂;肖福建;張玉龍;蔣秉顏;

摘要：以有限元格式為數值研究基礎，根據壓力離散比速度離散低1階的思想，本文對傳統速度修正投影法所得的壓力進行過濾，得到一種基于壓力過濾的速度修正投影方法。相關數值結果表明，相比于傳統速度修正投影法，改進的方法有效抑制了壓力震蕩現象的產生。進一步的研究中，我們分析了壓力震蕩的產生原因，并發現壓力震蕩將隨著時間步長不斷減小的過程終將凸顯

NaCl對N型甲烷水合物影響的理論研究————作者：郭平;周桐;羅強;邱毅;肖揚;陳昊陽;

摘要：基于密度泛函理論的第一性原理方法（DFT）對N型甲烷水合物中引入Na⁺和Cl^-后的三種結構進行了研究，得到其結構、電子和光學性質，結果如下：1)三種高對稱位下的體積和N型水籠邊長變化較大，且水分子結構及N型水籠氫鍵鍵長會隨Na⁺和Cl^-的引入而發生顯著變化，這主要是離子水合作用所導致，差分電荷密度分布也表明了這...

非正交網格上半導體漂移擴散模型的控制體有限元方法的研究————作者：馬召燦;李光榮;趙振國;

摘要：本文通過將經典的Scharfetter-Gummel格式與矢量基函數結合，獲得了一種在非正交網格上可以穩定、準確求解半導體漂移擴散方程的控制體有限元格式（CVFEM-SG）。應用該方法仿真了包括四邊形網格MOSFET轉移特征曲線、六面體網格BJT晶體管的穩態Gummel特性曲線等算例，測試結果表明新方法對于TCAD建模后的棱邊非正交的四邊形/六面體等大變形網格仍然具有良好穩定性和準確性

《計算物理》征稿簡則

摘要：<正>《計算物理》雙月刊是由中國科學技術協會主管、中國核學會主辦、北京應用物理與計算數學研究所承辦的計算物理學科綜合性學術刊物。其宗旨是充分反映我國計算物理學科前沿的研究成果，促進國內外學術交流，推進計算物理學的發展。在物理學相關領域內，凡從事物理建模和計算方法研究，并應用高性能計算機獲得計算結果的工作，均屬投稿范圍。《計算物理》中英文稿兼收，并采用混合編排的形式在國內外發行

人工智能加速科學仿真、設計、控制和發現————作者：吳泰霖;

摘要：近年來，隨著AI for science(科學智能)的蓬勃發展，人工智能與各門學科的交叉融合逐漸成為一個顯著的科學研究趨勢。但是，AI for science所涉及的范圍很廣、學科眾多，因此，將其梳理成一個統一的體系能夠更好地為初入領域的研究者導航。本文認為，盡管每一門學科研究的對象、方法看似千差萬別，但人工智能可以為科學研究提供一套普適的范式和方法，解決各科學領域內的重要問題。本文將從科學仿真、...

磁控憶阻器耦合Hindmarsh-Rose神經元模型及其在DNA圖像加密中的應用————作者：趙益波;楊清;于程程;劉明華;

摘要：提出一種磁控憶阻器模型，建立磁感應耦合Hindmarsh-Rose(HR)神經元模型。通過分岔圖、李雅普諾夫指數譜、相位圖以及時序圖對所構建的神經元模型進行非線性動力學分析，進而將模型所產生的混沌序列應用于DNA混沌圖像加密算法。實驗結果表明：這種電磁感應HR神經元模型在磁感應強度的影響下能夠產生多種放電模式和復雜的混沌行為，并且基于該模型產生的混沌序列具有隨機性，初值敏感性，遍歷性等特點，應用于...

電磁輻射下正切型憶阻Hindmarsh-Rose神經網絡的動力學研究————作者：代志偉;韋篤取;

摘要：通過磁控憶阻器的感應電流模擬電磁輻射，研究電磁輻射效應下Newman-Watts(NW)小世界的正切型憶阻耦合Hindmarsh-Rose(HR)神經網絡動力學行為。數值仿真發現：增大耦合強度會促進神經元之間的同步和改變神經元的放電模式；當電磁輻射效應作用時，神經網絡對初始值敏感，同時通過哈密頓能量發現，電磁輻射會增強神經元放電所需能量。當憶阻耦合與電磁輻射效應共同作用時，電磁輻射強度越小，憶阻耦...

基于光譜分頻利用的Cu/SiO₂納米流體光學特性建模及優化研究————作者：李晨風;周璐;韓金陽;

摘要：在Mie散射理論中引入Riccati-Bessel函數比率計算方法，結合蒙特卡洛法對Cu/SiO₂納米流體的光學性質進行模擬計算，并分析其影響因素及在光伏/光熱系統中的應用。結果表明：構建的模型在描述納米流體光學性質的方面表現出較高的準確性，模擬結果與實驗數據誤差均在3.66%以內；納米顆粒濃度、粒徑以及流體光學長度的增大都會增加納米流體的光譜吸收能力，但這些因素的影響區間大...

基于分布式光纖溫度傳感的水平井分段壓裂過程裂縫診斷方法————作者：魏操;張城瑋;程時清;李海濤;李穎;

摘要：考慮壓裂液流動產生的熱傳導和熱對流效應，引入Carter濾失模型表征裂縫擴展和壓裂液濾失動態行為，建立了水平井分段壓裂過程熱-流耦合溫度響應數學模型，利用有限差分方法進行數值求解，分析了壓裂液排量、壓裂時間、停泵時間、濾失系數對水平井分段壓裂過程溫度響應的影響規律。結果表明：分段壓裂過程溫度響應曲線會出現“V形”典型特征，其位置與壓裂裂縫對應；壓裂液排量越大、停泵時間越長，“V形”深度越小；濾失系...

面向高速飛機設計的壁板顫振分析方法及驗證————作者：董剛;邵山;李天然;陳宇;郭操;

摘要：壁板顫振是高速飛機設計中的關鍵問題之一，其引發的壁板大幅度振動會導致結構疲勞和累積損傷，嚴重情況下造成破壞。針對飛機設計不同階段的目標和需求，分別發展三種分析方法：一是壁板顫振工程估算方法，其能夠快速預測穩定性，可用于結構設計的快速迭代；二是基于活塞理論的分析方法，其考慮了結構非線性的影響且能給出顫振響應，可用于顫振初步分析、結構疲勞壽命評估和結構優化等；三是基于計算流體力學（CFD）的分析方法，...

均質斜面上滑動液滴SPH模擬和理論分析————作者：盧晨嘉;梁宏;王魁良;邊鑫;

摘要：本文使用光滑粒子流體動力學(SPH)模擬和理論推導相結合的方法研究液滴在均質斜面上的滑動行為。首先，利用三維液滴在均質平板上滑動的實驗數據對SPH模擬的準確性進行了驗證。然后，通過液滴滑動摩擦方程建立了均質斜面上液滴速度關于時間的解析式，并利用SPH模擬驗證了其對于不同的固液氣參數組合均成立。在此基礎上，通過Voinov-Cox模型和Furmidge-Kawasaki方程建立了液滴滑動摩擦系數關于...

求解高Re數N-S方程CCWENO型高階熵穩定格式————作者：崔曉楚;鄭素佩;程曉晗;徐豆豆;

摘要：針對高雷諾(Re)數可壓縮Navier-Stokes(N-S)方程數值求解時易產生振蕩問題，本文構造了高階緊致中心加權基本無振蕩(Compact Central Weighted Essentially Non-Oscillatory， CCWENO)型熵穩定格式。該格式空間方向上將高階熵守恒通量與耗散項中熵變量的CCWENO型重構結合，構造出高階熵穩定通量；對熱流項和黏性項采用中心格式離散以達到...

一類改進的高階WENO-Z型格式求解雙曲守恒律方程————作者：姚蓓蕾;張學瑩;

摘要：本文發展了一類新型的高精度WENO-Z型（加權基本無振蕩）格式，取局部光滑因子的q次方根，設計了兩種高階全局光滑因子，證明了其收斂階數，并且引入了自適應函數，優化了權重的計算，稱為WENO-ZH格式。理論分析表明，改進后的格式在包含一階臨界點的光滑域能達到最優收斂階，在二階臨界點處也能獲得四階精度。數值實驗顯示，WENO-ZH格式具有優越的激波捕捉能力，數值魯棒性和較少的數值耗散

基于巖石物理領域知識約束長短期記憶神經網絡的儲層參數預測————作者：薛亮;范基梁;聶捷;楊志成;劉月田;陳海洋;

摘要：儲層參數準確預測是儲層精細評價、地質建模及油氣勘探開發的重要基礎，對油氣田開發有著極其重要的指導作用。針對儲層參數的智能預測問題，建立了以巖石物理領域知識作為約束條件的長短期記憶神經網絡模型，通過損失函數優化和模型更新，以巖石物理知識為約束引導長短期記憶神經網絡的訓練，實現了數據與巖石物理知識聯合驅動的智能儲層參數預測。結果表明，基于巖石物理領域知識約束的長短期記憶神經網絡儲層參數預測模型，能夠提...

水平環形拓撲空間內熱對流的流型轉變及混沌————作者：程瑞昌;趙明;馮炎萍;

摘要：基于格子Boltzmann方法（LBM），研究了拓撲結構不變但具有不同歐氏幾何特征的水平環形空間內自然對流的非線性特性。首先，通過計算最大李雅普諾夫指數圖譜，數學判定系統在高瑞利數條件下逐漸發展為混沌狀態。隨后結合腔體內流體的流動狀態以及無量綱溫度的變化情況，進一步分析了不同模型隨著瑞利數增大時的相空間軌跡，從而較為詳細地刻畫出系統向混沌轉變的歷程和機制。結果表明，隨著瑞利數Ra的增大，環形空間不...

慣性約束聚變中的機器學習方法————作者：王昊;申昊;姜博;

摘要：近年來，機器學習（ML）方法已成為慣性約束聚變（ICF）研究的重要手段，但其算法在該領域的科學化、系統性綜述仍顯不足。本文列舉了近年來慣性約束聚變研究中所涉及到的機器學習算法，介紹了常用算法的原理、特點和應用場景，給出了若干典型應用案例，分析了此領域的發展趨勢

基于時空廣義有限差分法的制動器傳熱分析————作者：郝澤亮;王發杰;

摘要：本文基于時空聯合技術，發展了一種時空廣義有限差分法（ST-GFDM），用于制動器傳熱分析。所提出的方法直接對瞬態熱傳導問題進行離散，避免了耗時耗力的時間差分過程和復雜結構的網格劃分工作。通過典型數值算例驗證了方法的精度和有效性，針對二維制動器簡化模型和三維制動器模型進行了瞬態傳熱模擬，并與COMSOL Multiphysics軟件的結果進行了比較。數值實驗表明，該算法具有二階收斂性，且能夠在較少節...

基于六方氮化硼與石墨烯異質結的鋰電池負極材料的第一性原理研究————作者：田壯壯;趙燕燕;涂于飛;魏巍;

摘要：基于第一性原理方法，研究了六方氮化硼與石墨烯異質結（hBN/Graphene）作為鋰離子電池的負極材料時的性能。根據結合能最大原則確定了最穩定的異質結堆垛結構。計算了鋰原子分別吸附在石墨烯外表面、六方氮化硼外表面以及六方氮化硼和石墨烯的層間耦合界面的高對稱吸附位點的吸附能。態密度計算表明無論是純凈的異質結還是三種吸附了鋰原子的異質結在費米能級處的態密度都不為零，說明這些結構有良好的導電性。計算了鋰...

變階數時間分數階Navier-Stokes方程的格子Boltzmann方法————作者：任俊杰;楊小莉;宋杰;

摘要：發展了一種求解變階數時間分數階Navier-Stokes方程的格子Boltzmann（LB）方法。首先，通過對變階數分數階導數的歷史部分和當前部分分別進行離散，使得變階數時間分數階Navier-Stokes方程轉化為整數階偏微分方程。為了提高計算效率，對分數階導數項的歷史部分除了采用L1直接離散方法進行離散，還采用快速估計方法進行計算；隨后，構建了基于2維9速度（D2Q9）格子模型的LB模型，并開...

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