【雜志簡介】

　　《計算物理》是由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主管、中國核學(xué)會主辦、北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所承辦的計算物理學(xué)科綜合性學(xué)術(shù)刊物，其宗旨是充分反映我國計算物理學(xué)科前沿的研究成果，促進國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，推進計算物理學(xué)的發(fā)展。計算物理是物理學(xué)與科學(xué)計算相結(jié)合的交叉學(xué)科。在物理學(xué)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，凡從事物理建模和計算方法研究，并應(yīng)用先進計算機獲得計算結(jié)果的工作，均屬投稿范圍。本刊特別歡迎在國民經(jīng)濟建設(shè)和高科技領(lǐng)域內(nèi)，運用高性能計算方法解決涉及物理學(xué)問題的有創(chuàng)造性的研究成果。

　　【收錄情況】

　　國家新聞出版總署收錄

　　1992年獲“全優(yōu)期刊”獎

　　《CAJ-CD規(guī)范》執(zhí)行優(yōu)秀獎

　　【欄目設(shè)置】

　　主要欄目：研究論文、研究簡報、軟件介紹。

　　雜志優(yōu)秀目錄參考：

　　二維三溫輻射(磁)流體力學(xué)拉氏計算中的人工粘性分裂技術(shù) 戴自換，鄔吉明，丁寧，DAI Zihuan，WU Jiming，DING Ning

　　三維光滑接觸界面上的分配參數(shù)滑移面算法 姜玉曦，周海兵，熊俊，劉文韜，JIANG Yuxi，ZHOU Haibing，XIONG Jun，LIU Wentao

　　標(biāo)模外形化學(xué)非平衡流場數(shù)值模擬 李俊紅，潘宏祿，程曉麗，沈清，LI Junhong，PAN Honglu，CHENG Xiaoli，SHEN Qing

　　激波沖擊火焰的流動拓?fù)溲芯?朱躍進，董剛

　　火星進入熱環(huán)境預(yù)測的熱力學(xué)模型數(shù)值分析 苗文博，呂俊明，程曉麗，艾邦成，MIAO Wenbo，LV Junming，CHENG Xiaoli，AI Bangcheng

　　一種基于連續(xù)核函數(shù)展開的跨聲速氣動力修正法 劉祥，孫秦，武亮，LIU Xiang，SUN Qin，WU Liang

　　多孔介質(zhì)內(nèi)混溶流體間粘性指進現(xiàn)象的格子Boltzmann模型 金鑫，劉高潔，郭照立，JIN Xin，LIU Gaojie，GUO Zhaoli

　　基于JASMIN框架多物理耦合程序的性能優(yōu)化及分析 任健，武林平，申衛(wèi)東，REN Jian，WU Linping，SHEN Weidong

　　分離壓作用下波紋狀基底上含活性劑液滴鋪展穩(wěn)定性 李春曦，楊保才，葉學(xué)民，LI Chunxi，YANG Baocai，YE Xuemin

　　高階間斷伽遼金時域有限元方法分析三維諧振腔 葉珍寶，周海京，YE Zhenbao，ZHOU Haijing

　　德拜色散媒質(zhì)的三維時域電磁逆散射技術(shù) 劉廣東，余廣群，范士民，LIU Guangdong，YU Guangqun，F(xiàn)AN Shimin

　　氣頂油藏油氣界面移動距離的計算 張安剛，范子菲，宋珩，ZHANG Angang，F(xiàn)AN Zifei，SONG Heng

　　基于GPU求解橢圓型偏微分方程的并行算法 曹建偉，徐翔，王友年，CAO Jianwei，XU Xiang，WANG Younian

　　位錯及摻雜對球鐵沖擊韌性影響的電子機理 楊忠華，劉貴立，曲迎東，李榮德，YANG Zhonghua，LIU Guili，QU Yingdong，LI Rongde

　　蘭州理工大學(xué)學(xué)報投稿：往復(fù)式壓縮機故障診斷方法研究

　　摘要：我國現(xiàn)代科技發(fā)展迅速，自動化機械程度逐步完善和提高，設(shè)備各零件間的聯(lián)系更加緊密。若其中某一部件出現(xiàn)故障，容易造成整個機械設(shè)備癱瘓。頻繁的設(shè)備故障會帶來經(jīng)濟損失，甚至是人員傷亡事故。文章通過闡述往復(fù)式壓縮機的常見故障問題和原理特點，結(jié)合案例研究故障診斷方法。

　　關(guān)鍵詞：蘭州理工大學(xué)學(xué)報,往復(fù)式壓縮機,故障診斷方法,自動化機械,人工智能系統(tǒng),小波分析法技術(shù)

　　在機械設(shè)備的實際操作運行過程中，如果可以及早預(yù)報和診斷其隱含的故障問題，在壓縮機沒有分解的情況下，就可以正確判斷設(shè)備出現(xiàn)故障的具體位置，采用先進的動態(tài)測試技術(shù)和傳感技術(shù)以及計算機信號對故障進行處理，分析機械異常狀況的原因及解決措施，這對預(yù)防事故的發(fā)生、促進經(jīng)濟效益的提高都具有重大意義。

　　計算物理最新期刊目錄

耦合Gross–Pitaevskii方程的一類時間高精度守恒型數(shù)值格式————作者：李鑫;張蓉蓉;阮德清;

摘要：本文在傳統(tǒng)拉格朗日乘子方法的基礎(chǔ)上，提出一種改進的拉格朗日乘子法，借助優(yōu)化思想，對耦合Gross-Pitaevskii方程設(shè)計一類時間方向高精度的守恒型數(shù)值格式。整個格式由兩部分組成：一、利用高精度半隱格式離散原始模型作預(yù)測；二、利用相同方案近似優(yōu)化模型作校正。搭配適當(dāng)?shù)目臻g高精度保結(jié)構(gòu)離散，全離散數(shù)值格式具有時空高精度特性，并自然地滿足離散情形下原模型的質(zhì)量和能量守恒。相關(guān)數(shù)值實驗驗證了新方法的...

含集中熱容二維熱傳導(dǎo)方程的一個高精度有限差分算法————作者：施蕾蕾;王廷春;

摘要：本文對一類含有集中熱容的二維熱傳導(dǎo)方程的初邊值問題進行數(shù)值研究. 文章首先將原問題轉(zhuǎn)化為一個內(nèi)部界面模型， 即在奇異點處的內(nèi)部邊界條件和非奇異點上的標(biāo)準(zhǔn)熱方程；然后對內(nèi)部邊界條件引入一個新的離散方法， 使之具有較高的二階精度， 并采用二階有限差分法對非奇異點上的熱方程進行離散. 新算法在保障精度的前提下， 可在不同子區(qū)域上選擇不同的網(wǎng)格步長， 從而確保奇異點恰好落在網(wǎng)格節(jié)點上；接著對算法的唯一可解...

穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)方程的混合增廣有限體積方法————作者：劉文杰;張志躍;王同科;

摘要：本文針對穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)方程提出一種新型混合增廣有限體積方法。對于完全非線性退化擴散系數(shù)情形，基于常數(shù)變易法思想成功構(gòu)造了一種可恢復(fù)含增廣變量的Puiseux級數(shù)展開的魯棒方法。通過增廣變量“無縫耦合”奇異子域和正則子域，并在正則子域上構(gòu)造均勻網(wǎng)格增廣有限體積格式，實現(xiàn)了對穩(wěn)態(tài)退化問題的高效求解。通過一維、二維穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)問題驗證了方法的有效性。一維數(shù)值實驗表明對于不同參數(shù)取值的穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)方程，該方...

混序全顯BOR-FDTD算法的CPML/PML實現(xiàn)————作者：朱大偉;陳海林;沈忠文;賈秀玲;李鎮(zhèn);

摘要：為改進FDTD(時域有限差分)算法在電磁波傳播效率方面的不足，構(gòu)建混序FDTD算法的CPML/PML(卷積/完全匹配層)實現(xiàn)，并應(yīng)用至BOR(旋轉(zhuǎn)對稱)柱形結(jié)構(gòu)。首先，對BOR-FDTD算法的電磁場方程進行時域至頻域的轉(zhuǎn)換，進而對其頻域方程進行坐標(biāo)伸縮變換，并添加CPML/PML輔助函數(shù)后再次轉(zhuǎn)換至?xí)r域。其次，獲取系數(shù)矩陣，并引入微擾項，得到兩子時間步下BOR-FDTD算法CPML/PML實現(xiàn)的新...

基于活化伽馬能譜的天然釓熱中子吸收截面測量研究————作者：郝俊;王國輝;胡繼峰;楊廷貴;何燎原;戴耀東;

摘要：為提高天然釓材料熱中子吸收截面測量的精度，本文提出一種基于熱中子活化伽馬能譜的數(shù)值反演方法。該方法通過構(gòu)建特征X射線與瞬發(fā)γ射線在特定能區(qū)內(nèi)的能量—計數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，實現(xiàn)截面參數(shù)的定量求解，有效規(guī)避傳統(tǒng)測量中因組織不均或幾何建模復(fù)雜所帶來的誤差。研究選用? 50 mm × 1 mm釓圓片，在0.025 eV熱中子照射下進行蒙特卡羅模擬，提取40～200 keV能區(qū)能譜特征，推導(dǎo)能量轉(zhuǎn)換系數(shù)，并完成截面...

分層結(jié)構(gòu)孔隙內(nèi)流動換熱的LBM模擬————作者：魏佳琪;王新宇;張凱;王亮;陸規(guī);

摘要：以發(fā)汗冷卻技術(shù)為應(yīng)用背景，基于D3Q19格子Boltzmann方法（LBM）研究了分層結(jié)構(gòu)多孔介質(zhì)的孔隙構(gòu)成和熱物性參數(shù)對溫度場的影響。采用球形顆粒堆積和隨機生成方法對分層孔隙結(jié)構(gòu)進行了重構(gòu)，并計算分析了孔隙率、固體熱導(dǎo)率、分層厚度占比和分層層數(shù)影響下的溫度分布和傳熱特性。結(jié)果表明，沿流動方向的孔隙率越大，多孔介質(zhì)固體的溫升變化率越快；上疏下密結(jié)構(gòu)孔隙內(nèi)的固體溫度比上密下疏結(jié)構(gòu)低，而雙層間的固體導(dǎo)...

基于機器學(xué)習(xí)的有機光伏材料光電轉(zhuǎn)換效率預(yù)測————作者：張晨翔;吳華;王艷杰;溫芝璠;史喆;趙玉杰;張宏洋;石文琪;

摘要：隨著全球清潔能源需求的持續(xù)上升，為解決傳統(tǒng)有機光伏(Organic Photovoltaic，OPV)材料開發(fā)中出現(xiàn)的實驗周期長、試錯成本高等問題，機器學(xué)習(xí)輔助OPV材料的開發(fā)模式已引起廣泛關(guān)注。首先，本文收集了公開文獻中的OPV材料數(shù)據(jù)，搭建了一種融合圖卷積網(wǎng)絡(luò)（Graph Convolutional Network，GCN）與圖注意力網(wǎng)絡(luò)（Graph Attention Network，GAT...

非線性Klein-Gordon方程的長時間守恒傅里葉擬譜方法————作者：成越;江山;

摘要：本文運用Crank-Nicolson型的擬譜方法對具有弱非線性項的三次非線性Klein-Gordon方程的長時間動力學(xué)行為進行數(shù)值研究，并建立了算法的最優(yōu)誤差估計。由誤差估計可知，網(wǎng)格選取的最佳策略為h≤O(ε^β/T)，τ≤O(ε^β/2)。此外，通過時間方向的尺度變換可將帶弱非線性項的Klein-Gordon方程轉(zhuǎn)化為具有高頻振蕩的形式，即解在空間方向變...

量子蒙特卡羅方法計算金剛石與單晶硅中的單空位正電子湮沒壽命————作者：韓小溪;鄧力;葉邦角;

摘要：本研究采用量子蒙特卡羅方法計算金剛石與單晶硅單空位缺陷的正電子湮沒壽命，突破傳統(tǒng)二體密度泛函理論的經(jīng)驗近似局限。通過直接求解多體薛定諤方程并結(jié)合變分與擴散蒙特卡羅方法，構(gòu)建Jastrow-Slater多體波函數(shù)優(yōu)化體系，基于64-1原子超胞模型實現(xiàn)精確計算。結(jié)果顯示：金剛石單空位湮沒壽命為149.4±3.9ps，與實驗值152 ps高度吻合；單晶硅計算結(jié)果287.4±3.6ps，接近實驗范圍270...

耗散非線性薛定諤方程的Crank-Nicolson有限差分格式的無條件最優(yōu)H¹誤差估計————作者：徐夢桃;郭春曉;成越;

摘要：本文在Delfour-Fortin-Payre提出的全離散格式的基礎(chǔ)上，討論并得到了關(guān)于時間變系數(shù)耗散非線性薛定諤方程的Crank-Nicolson有限差分格式在時間和空間上均是二階精確的，同時給出了該格式滿足離散形式的質(zhì)量和能量平衡定律，并給出了相應(yīng)的證明過程。其次，在不受網(wǎng)格比約束的情況下，建立并證明了H¹范數(shù)下的最優(yōu)誤差估計。在分析該方案時，除了采用標(biāo)準(zhǔn)能量方法外，還運...

擴散方程在任意多邊形網(wǎng)格上的高精度GDDG格式————作者：郭翰林;尹麗;崔霞;

摘要：本文提出了一種基于泰勒基函數(shù)的廣義直接間斷有限元（GDDG）方法，用于求解任意多邊形網(wǎng)格上的擴散方程。該方法適用于包含扭曲四邊形或任意多邊形的復(fù)雜網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。數(shù)值實驗表明，GDDG方法在任意多邊形網(wǎng)格上能夠有效求解擴散方程，其中A類算法可以達(dá)到最優(yōu)（k+1）階L²收斂和k階H¹收斂，B類算法可以達(dá)到最優(yōu)H¹收斂，特定參數(shù)選取下可以達(dá)到...

⁵Li系統(tǒng)的廣義約化R矩陣?yán)碚摲治?/B>————作者：韓旭;陳振鵬;葉濤;范昊洋;郭海瑞;

摘要：基于廣義約化R矩陣?yán)碚摚�使用RAC程序（R-matrix Analysis code）綜合分析了⁵Li系統(tǒng)中所有可以利用的實驗數(shù)據(jù)，給出了氘核入射10^-3 ～20 MeV，質(zhì)子入射10^-3 ～38 MeV能量范圍內(nèi)全套評價核數(shù)據(jù)，各反應(yīng)數(shù)據(jù)內(nèi)部自洽。其中積分截面包括³He（d，p）⁴He、...

基于全局掃描-自適應(yīng)局部優(yōu)化的深部煤層吸附氣臨界深度計算方法————作者：戴安娜;汪志明;黃天昊;燕朋銀;

摘要：為了精確計算深部煤層吸附氣含量的轉(zhuǎn)折點，本文運用多元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)理論，深入量化溫度和壓力對吸附量的影響程度，通過多元函數(shù)極值點概念精準(zhǔn)定義臨界深度，并構(gòu)建了與深度緊密關(guān)聯(lián)的目標(biāo)方程。在此基礎(chǔ)上，提出了融合全局符號掃描與 Brent 局部優(yōu)化算法的求解方法，用于獲取深部煤層吸附氣的臨界深度，并引入科學(xué)的物理約束來篩選最優(yōu)解，從而形成了一套適用于不同吸附模型的臨界深度計算方法。相較于傳統(tǒng)方法，該方法無須...

基于節(jié)點間斷有限元方法的三維聲學(xué)-彈性耦合介質(zhì)波場模擬————作者：張懿潔;厲睿琪;高靜懷;

摘要：為了準(zhǔn)確模擬地震波在聲學(xué)-彈性耦合介質(zhì)中的傳播，本文將節(jié)點間斷有限元方法應(yīng)用于三維聲學(xué)-彈性耦合介質(zhì)中的波場模擬。首先，詳細(xì)地推導(dǎo)了節(jié)點間斷有限元方法的數(shù)值格式，并建立了不同界面條件（聲學(xué)-聲學(xué)、聲學(xué)-彈性及彈性-彈性界面）的迎風(fēng)數(shù)值流通量計算公式。其次，本文針對不同耦合介質(zhì)模型進行數(shù)值實驗已驗證本方法，包括水平界面、彎曲界面耦合介質(zhì)模型，起伏地表模型。通過將本方法計算的數(shù)值結(jié)果與譜元法的結(jié)果進行...

不同退火溫度對Fe₈₀P₂₀非晶合金微結(jié)構(gòu)與力學(xué)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(xué)模擬研究方法，系統(tǒng)研究了700 K至1700 K不同退火溫度對Fe₈₀P₂₀金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，退火溫度是調(diào)控金屬玻璃年輕化的關(guān)鍵因素。在1100 K時，樣品的勢能和自由體積達(dá)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(shù)中P原子數(shù)量減少，導(dǎo)致自由體積降低。老化樣品中類二十面體結(jié)構(gòu)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(shù)值研究基礎(chǔ)，根據(jù)壓力離散比速度離散低1階的思想，本文對傳統(tǒng)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(guān)數(shù)值結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)速度修正投影法，改進的方法有效抑制了壓力震蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。進一步的研究中，我們分析了壓力震蕩的產(chǎn)生原因，并發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)進行了研究，得到其結(jié)構(gòu)、電子和光學(xué)性質(zhì)，結(jié)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(jié)構(gòu)及N型水籠氫鍵鍵長會隨Na⁺和Cl^-的引入而發(fā)生顯著變化，這主要是離子水合作用所導(dǎo)致，差分電荷密度分布也表明了這...

非正交網(wǎng)格上半導(dǎo)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(jīng)典的Scharfetter-Gummel格式與矢量基函數(shù)結(jié)合，獲得了一種在非正交網(wǎng)格上可以穩(wěn)定、準(zhǔn)確求解半導(dǎo)體漂移擴散方程的控制體有限元格式（CVFEM-SG）。應(yīng)用該方法仿真了包括四邊形網(wǎng)格MOSFET轉(zhuǎn)移特征曲線、六面體網(wǎng)格BJT晶體管的穩(wěn)態(tài)Gummel特性曲線等算例，測試結(jié)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(wǎng)格仍然具有良好穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性

人工智能加速科學(xué)仿真、設(shè)計、控制和發(fā)現(xiàn)————作者：吳泰霖;

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

磁控憶阻器耦合Hindmarsh-Rose神經(jīng)元模型及其在DNA圖像加密中的應(yīng)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(yīng)耦合Hindmarsh-Rose(HR)神經(jīng)元模型。通過分岔圖、李雅普諾夫指數(shù)譜、相位圖以及時序圖對所構(gòu)建的神經(jīng)元模型進行非線性動力學(xué)分析，進而將模型所產(chǎn)生的混沌序列應(yīng)用于DNA混沌圖像加密算法。實驗結(jié)果表明：這種電磁感應(yīng)HR神經(jīng)元模型在磁感應(yīng)強度的影響下能夠產(chǎn)生多種放電模式和復(fù)雜的混沌行為，并且基于該模型產(chǎn)生的混沌序列具有隨機性，初值敏感性，遍歷性等特點，應(yīng)用于...

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