計(jì)算物理最新期刊目錄

耦合Gross–Pitaevskii方程的一類(lèi)時(shí)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(jìn)的拉格朗日乘子法，借助優(yōu)化思想，對(duì)耦合Gross-Pitaevskii方程設(shè)計(jì)一類(lèi)時(shí)間方向高精度的守恒型數(shù)值格式。整個(gè)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(cè)；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(shí)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新方法的...

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

摘要：本文對(duì)一類(lèi)含有集中熱容的二維熱傳導(dǎo)方程的初邊值問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值研究. 文章首先將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)內(nèi)部界面模型， 即在奇異點(diǎn)處的內(nèi)部邊界條件和非奇異點(diǎn)上的標(biāo)準(zhǔn)熱方程；然后對(duì)內(nèi)部邊界條件引入一個(gè)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(duì)非奇異點(diǎn)上的熱方程進(jìn)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(zhǎng)， 從而確保奇異點(diǎn)恰好落在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上；接著對(duì)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(duì)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(duì)于完全非線性退化擴(kuò)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(jí)數(shù)展開(kāi)的魯棒方法。通過(guò)增廣變量“無(wú)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(shí)現(xiàn)了對(duì)穩(wěn)態(tài)退化問(wèn)題的高效求解。通過(guò)一維、二維穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)問(wèn)題驗(yàn)證了方法的有效性。一維數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明對(duì)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(shí)現(xiàn)————作者：朱大偉;陳海林;沈忠文;賈秀玲;李鎮(zhèn);

摘要：為改進(jìn)FDTD(時(shí)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(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用至BOR(旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng))柱形結(jié)構(gòu)。首先，對(duì)BOR-FDTD算法的電磁場(chǎng)方程進(jìn)行時(shí)域至頻域的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而對(duì)其頻域方程進(jìn)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(xiàng)，得到兩子時(shí)間步下BOR-FDTD算法CPML/PML實(shí)現(xiàn)的新...

基于活化伽馬能譜的天然釓熱中子吸收截面測(cè)量研究————作者：郝俊;王國(guó)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(cè)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(guò)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(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)截面參數(shù)的定量求解，有效規(guī)避傳統(tǒng)測(cè)量中因組織不均或幾何建模復(fù)雜所帶來(lái)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(jìn)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(dòng)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(duì)溫度場(chǎng)的影響。采用球形顆粒堆積和隨機(jī)生成方法對(duì)分層孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重構(gòu)，并計(jì)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(dòng)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(jī)器學(xué)習(xí)的有機(jī)光伏材料光電轉(zhuǎn)換效率預(yù)測(cè)————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(jī)光伏(Organic Photovoltaic，OPV)材料開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、試錯(cuò)成本高等問(wèn)題，機(jī)器學(xué)習(xí)輔助OPV材料的開(kāi)發(fā)模式已引起廣泛關(guān)注。首先，本文收集了公開(kāi)文獻(xiàn)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(zhǎng)時(shí)間守恒傅里葉擬譜方法————作者：成越;江山;

摘要：本文運(yùn)用Crank-Nicolson型的擬譜方法對(duì)具有弱非線性項(xiàng)的三次非線性Klein-Gordon方程的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行數(shù)值研究，并建立了算法的最優(yōu)誤差估計(jì)。由誤差估計(jì)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(guò)時(shí)間方向的尺度變換可將帶弱非線性項(xiàng)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(jì)算金剛石與單晶硅中的單空位正電子湮沒(méi)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(jì)算金剛石與單晶硅單空位缺陷的正電子湮沒(méi)壽命，突破傳統(tǒng)二體密度泛函理論的經(jīng)驗(yàn)近似局限。通過(guò)直接求解多體薛定諤方程并結(jié)合變分與擴(kuò)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(shí)現(xiàn)精確計(jì)算。結(jié)果顯示：金剛石單空位湮沒(méi)壽命為149.4±3.9ps，與實(shí)驗(yàn)值152 ps高度吻合；單晶硅計(jì)算結(jié)果287.4±3.6ps，接近實(shí)驗(yàn)范圍270...

耗散非線性薛定諤方程的Crank-Nicolson有限差分格式的無(wú)條件最優(yōu)H¹誤差估計(jì)————作者：徐夢(mèng)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(shí)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(shí)間和空間上均是二階精確的，同時(shí)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(guò)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(jì)。在分析該方案時(shí)，除了采用標(biāo)準(zhǔn)能量方法外，還運(yùn)...

擴(kuò)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(kuò)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(shí)驗(yàn)表明，GDDG方法在任意多邊形網(wǎng)格上能夠有效求解擴(kuò)散方程，其中A類(lèi)算法可以達(dá)到最優(yōu)（k+1）階L²收斂和k階H¹收斂，B類(lèi)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(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)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?jī)?yōu)化的深部煤層吸附氣臨界深度計(jì)算方法————作者：戴安娜;汪志明;黃天昊;燕朋銀;

摘要：為了精確計(jì)算深部煤層吸附氣含量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，本文運(yùn)用多元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)理論，深入量化溫度和壓力對(duì)吸附量的影響程度，通過(guò)多元函數(shù)極值點(diǎn)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(hào)掃描與 Brent 局部?jī)?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(lái)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(jì)算方法。相較于傳統(tǒng)方法，該方法無(wú)須...

基于節(jié)點(diǎn)間斷有限元方法的三維聲學(xué)-彈性耦合介質(zhì)波場(chǎng)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(diǎn)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(chǎng)模擬。首先，詳細(xì)地推導(dǎo)了節(jié)點(diǎn)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(jì)算公式。其次，本文針對(duì)不同耦合介質(zhì)模型進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)已驗(yàn)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(guò)將本方法計(jì)算的數(shù)值結(jié)果與譜元法的結(jié)果進(jìn)行...

不同退火溫度對(duì)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(dòng)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(duì)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(shí)，樣品的勢(shì)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(lèi)二十面體結(jié)構(gòu)含量較高，而年輕...

一種基于壓力過(guò)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(duì)傳統(tǒng)速度修正投影法所得的壓力進(jìn)行過(guò)濾，得到一種基于壓力過(guò)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(jìn)的方法有效抑制了壓力震蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。進(jìn)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(shí)間步長(zhǎng)不斷減小的過(guò)程終將凸顯

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

摘要：基于密度泛函理論的第一性原理方法（DFT）對(duì)N型甲烷水合物中引入Na⁺和Cl^-后的三種結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)稱(chēng)位下的體積和N型水籠邊長(zhǎng)變化較大，且水分子結(jié)構(gòu)及N型水籠氫鍵鍵長(zhǎng)會(huì)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(kuò)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(guó);

摘要：本文通過(guò)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(kuò)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(cè)試結(jié)果表明新方法對(duì)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(jì)、控制和發(fā)現(xiàn)————作者：吳泰霖;

摘要：近年來(lái)，隨著AI for science(科學(xué)智能)的蓬勃發(fā)展，人工智能與各門(mén)學(xué)科的交叉融合逐漸成為一個(gè)顯著的科學(xué)研究趨勢(shì)。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(gè)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(mén)學(xué)科研究的對(duì)象、方法看似千差萬(wàn)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(wèn)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(guò)分岔圖、李雅普諾夫指數(shù)譜、相位圖以及時(shí)序圖對(duì)所構(gòu)建的神經(jīng)元模型進(jìn)行非線性動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(jī)性，初值敏感性，遍歷性等特點(diǎn)，應(yīng)用于...