計算物理

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計算物理 關注(): 期刊周期：雙月刊; 期刊級別：北大核心; 國內統一刊號：11-2011/O4; 國際標準刊號：1001-246X; 主辦單位：中國核學會; 主管單位：中國科學技術協會; 查看計算物理近十年數據入口>>>; 上一本期雜志：《納米技術與精密工程》期刊信息; 下一本期雜志：《數值計算與計算機應用》核心期刊論文

　　【雜志簡介】

　　《計算物理》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。計算物理是物理學與科學計算相結合的交叉學科。在物理學相關領域內，凡從事物理建模和計算方法研究，并應用先進計算機獲得計算結果的工作，均屬投稿范圍。本刊特別歡迎在國民經濟建設和高科技領域內，運用高性能計算方法解決涉及物理學問題的有創造性的研究成果。

　　【收錄情況】

　　國家新聞出版總署收錄

　　1992年獲“全優期刊”獎

　　《CAJ-CD規范》執行優秀獎

　　【欄目設置】

　　主要欄目：研究論文、研究簡報、軟件介紹。

　　雜志優秀目錄參考：

　　二維三溫輻射(磁)流體力學拉氏計算中的人工粘性分裂技術戴自換，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

　　標模外形化學非平衡流場數值模擬李俊紅，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撲研究朱躍進，董剛

　　火星進入熱環境預測的熱力學模型數值分析苗文博，呂俊明，程曉麗，艾邦成，MIAO Wenbo，LV Junming，CHENG Xiaoli，AI Bangcheng

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

　　多孔介質內混溶流體間粘性指進現象的格子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化及分析任健，武林平，申衛東，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定性李春曦，楊保才，葉學民，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

　　德拜色散媒質的三維時域電磁逆散射技術劉廣東，余廣群，范士民，LIU Guangdong，YU Guangqun，FAN 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，FAN 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

　　蘭州理工大學學報投稿：往復式壓縮機故障診斷方法研究

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

　　關鍵詞：蘭州理工大學學報,往復式壓縮機,故障診斷方法,自動化機械,人工智能系統,小波分析法技術

　　在機械設備的實際操作運行過程中，如果可以及早預報和診斷其隱含的故障問題，在壓縮機沒有分解的情況下，就可以正確判斷設備出現故障的具體位置，采用先進的動態測試技術和傳感技術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，這對預防事故的發生、促進經濟效益的提高都具有重大意義。

　　計算物理最新期刊目錄

基于Fourier-MLP的雙連續介質粒子建模及不變嵌入T矩陣加速計算方法

摘要：大氣粒子在微波及毫米波頻段下的電磁散射特性對雷達系統性能評估、降水相態識別以及電磁傳播建模具有重要影響。傳統散射建模通常將粒子視為均勻介質結構，但此類近似難以刻畫其真實的非均勻內部特性。尤其當粒子尺寸與入射波長相當時，該簡化處理易引入較大的建模偏差。為提高散射模擬的物理逼真度，本文采用連續介質近似（CMA）描述粒子內部介電分布，并結合不變嵌入T矩陣方法（IITM）開展高精度散射特性計算。IITM方...

光束勻滑技術原理與數值建模方法綜述

摘要：在慣性約束聚變中，激光輻照不均勻性會引發流體不穩定性及激光參量不穩定性，從而降低靶丸壓縮效率甚至引起靶丸破裂，導致點火失敗。為解決上述問題，目前各大型激光聚變裝置（如美國國家點火裝置、我國神光系列裝置）均采用一系列光束勻滑技術，以提升驅動激光束的時空均勻性。然而，這些束勻滑技術不可避免地會在焦斑內引入局部強散斑結構，造成時空不均勻性。因此，深入研究勻滑激光束與等離子體的相互作用，對優化激光與靶丸設...

基于離散變量型量子-經典神經網絡的井筒多相流壓力預測研究

摘要：本文提出了基于離散變量型（DV）量子-經典神經網絡的井筒多相流井底壓力正向預測與井口壓力反向預測模型。采用Beggs-Brill算法生成含17維參數、10000組樣本的數據集，構建由經典預處理器、DV量子核心、經典后處理器組成的混合網絡，利用量子疊加與糾纏特性挖掘強非線性耦合關系，并通過誤差反向傳播實現經典與量子參數聯合優化。訓練結果表明：正向、反向模型均穩定收斂，新樣本平均相對誤差分別為0.21...

基于并行概率保留隨機游走算法的微電網雙層優化

摘要：為了提升微電網設備容量與運行同步優化的計算效率并改善其全局優化性能，提出一種并行概率保留隨機游走算法。以微電網設備容量與運行雙層優化模型為框架，上層以各設備容量為優化變量，RWCE（強制進化隨機游走算法）采用并行策略，使多種群同時計算；下層接受上層的設備容量，以設備各時刻出力為優化變量，RWCE算法引入概率保留機制，通過小概率保留原始解來加強局部探索，并將運行成本傳遞給上層。算例結果表明，并行概率...

基于帶平均曲率項的相場模型與UNet的圖像分割方法

摘要：針對深度學習方法在帶噪圖像分割任務中存在的魯棒性不足及物理可解釋性差等問題，提出一種圖像分割網絡VMMC–TNet(Variational Model with Mean Curvature Based Tailored )。該模型將具有物理演化特性的平均曲率相場模型與UNet架構相結合，通過整合帶平均曲率項的Cahn–Hilliard方程與經典UNet結構，構建一個端到端的混合模型。采用控制變量...

直接驅動交叉束能量轉移分層迭代求解方法

摘要：本文針對直接驅動慣性約束聚變多光束能量轉移模擬(CBET)問題，開展數學建模研究。提出一種光路追蹤逆向求解逐層推進算法，可將三維問題降維到二維，能顯著降低內存消耗，有效提升直接驅動內爆CBET效應評估能力，在保證計算精度的同時顯著降低了計算復雜度。研究表明：激光波長差和光束夾角對CBET效應具有顯著影響，而逆軔致吸收系數變化雖會改變能量轉移量，但整體轉移趨勢保持穩定。該模型通過與波耦合結果對比驗證...

《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�！队嬎阄锢怼分杏⑽母寮媸�,并采用混合編排的形式在國內外發行。一、總體...

二維高載流子遷移率的數據加密存儲器件：密度泛函理論研究

摘要：本工作利用第一性原理計算，系統研究了新型PtO₂/WS₂范德華異質結的電子結構、載流子遷移率及其在外加電場下的響應特性。研究結果表明，PtO₂/WS₂異質結具有Type-Ⅱ型能帶排列，這有利于電子-空穴的有效分離。該異質結的電子遷移率高達3.998×10⁵ cm²·V...

基于QuickPIC的等離子體尾波加速中束流負載貝葉斯優化

摘要：等離子體尾場加速可通過高能粒子束或激光在等離子體中激發尾場，實現對尾隨電子（或正電子）束的高梯度加速。束流負載的欠載或過載均會顯著影響束流的能散、發射度等品質。該效應的優化涉及復雜非線性物理過程，難以依靠傳統試錯方法高效實現參數調控。本文基于準靜態粒子網格模擬程序QuickPIC與貝葉斯優化方法，構建了以加、減速場均勻性為核心優化目標的束流分布優化算法。同時，我們還采用了自適應搜索區域貝葉斯優化算...

面向深度學習方法的變域積分弱解理論（VIWS）若干問題補充研究

摘要：求解間斷系數微分方程是極具挑戰性的計算任務，廣泛存在于各種復雜的實際工程問題中。隨著人工智能技術的發展，利用深度學習方法求解該類方程同樣面臨著因間斷系數帶來的方程求解奇異性問題。面向深度學習方法的變域積分弱解理論（VIWS）為解決該領域面臨的挑戰提供了新的技術途徑。該理論目前已建立基礎的弱解理論框架，并針對多個規則幾何求解域標準算例進行了驗證。本文在前述研究基礎上，進一步針對不規則復雜邊界條件、多...

旋轉環形勢阱中兩分量自旋-軌道耦合BEC的基態結構

摘要：通過托馬斯-費米近似和虛時演化方法系統地研究了旋轉環形勢阱中相混合兩分量自旋-軌道耦合玻色-愛因斯坦凝聚體的基態結構和自旋紋理。旋轉可誘導凝聚體發生相變，平面波相的圓盤結構轉變為渦旋密度峰耦合的skyrmion相。調節勢阱寬度，不僅可以改變skyrmion的數量，而且可以調控skyrmion排列的對稱性。調節自旋-軌道耦合強度，基態密度分布可以從環形對稱分布的skyrmion鏈相過渡到互相垂直的s...

多光束激光等離子體不穩定性的理論和數值模擬研究

摘要：在慣性約束聚變中，激光等離子體不穩定性（LPI）是影響實驗的關鍵物理過程之一，LPI的發生區域分為單光束傳播區域和多光束交疊區域。本文聚焦多光束交疊區域，基于多光束LPI的一般理論模型，推導了適用于任意光束位形、偏振和波長的LPI色散關系，并開發了多光束LPI色散關系程序。將理論模型應用于神光-100kJ（SG-100kJ）裝置和集束（SG-Octopus）實驗，定性地解釋了實驗中觀察到的“同環不...

一種面向目標輸出的混合型CFD離散誤差估計方法

摘要：針對計算流體力學（CFD）中升阻力等全局目標輸出的離散誤差估計問題，提出一種融合伴隨理論與Richardson外推法的混合誤差估計方法。傳統Richardson外推依賴多套一致加密網格，成本高且難以反映局部誤差；伴隨方法可進行局部估計，但其精度受限于內嵌密網格的近似求解。本方法通過伴隨誤差估計識別流動敏感區域，指導網格自適應加密，自動生成系列網格，再結合Richardson外推獲得網格無關解，實現...

多物理耦合系統數值模擬軟件的驗證方法與應用

摘要：針對聚變能源裝置的多物理耦合數值模擬軟件的驗證問題，研究了驗證所需的分析方法，制定了比較規范、易操作的驗證流程，分層級、分物理、基于不同驗證目的分別發展了上百個驗證算例，并根據算例類型分別構建了相應的“驗證算例庫”。最后，遵循驗證總體技術路線，以新建的驗證算例庫為基礎，按照驗證流程較系統地開展了多物理耦合系統數值模擬軟件驗證

EM–RBN：一種基于融合網絡和動態權重生成的物理信息神經網絡算法

摘要：針對傳統物理信息神經網絡因頻譜偏差導致的收斂效率低、預測精度差等問題，本文提出一種基于融合網絡和動態權重生成的物理信息神經網絡算法（EM–RBN），該算法通過設計基于數據增強變換的多層感知機和徑向基融合子網絡，高效捕捉跨頻率特征。同時，在網絡中引入動態權重生成模塊，實時學習并調整子網絡輸出權重以平衡高低頻特征的貢獻。實驗結果表明，EM–RBN方法在不同數值問題上相較于已有物理信息神經網絡算法最高實...

《計算物理》征稿簡則

OH分子的高精度從頭算與耦合光解離過程

摘要：OH（羥基自由基）是地球大氣和星際介質中的關鍵活性組分。本文采用多參考組態相互作用方法，系統計算了OH分子二重電子態結構，計算精度與電子態數量較以往研究均有顯著提升，光譜常數與已有實驗吻合良好。針對²Π態之間的勢能曲線存在顯著的避免交叉，本文進一步研究了其非絕熱耦合光解離過程。通過計算徑向耦合矩陣元，發現²Π電子態之間存在強非絕熱相互作用，在此基礎上求解...

基于序貫采樣代理模型的高保真仿真模型校準方法

摘要：所有的模型都是真實物理世界的近似，為了提升仿真模型的精度，需要用實測數據對仿真模型的參數進行標校。在進行高保真仿真模型校準時，由于模型本身的計算復雜性和校準過程大量調用仿真，使得總計算成本不可承受。針對計算復雜性挑戰，本文提出了一種基于序貫采樣代理模型的模型參數校準方法，采用代理模型替換高保真仿真，并且采用序貫加點的策略逐步逼近參數最優取值，從而實現用盡可能少的仿真調用得到最優的參數值，使得模型預...

基于深度學習的多孔介質結構和輸運研究進展

摘要：多孔介質的微觀結構表征與輸運性質預測是儲能、碳捕集、利用與封存（CCUS）等“雙碳”技術的關鍵理論基礎。然而，傳統方法面臨統計代表性不足、計算代價高、跨結構泛化弱等瓶頸。深度學習具有強大的非線性特征提取、高維數據處理能力及物理機理嵌入潛力等優勢特征，通過超分辨率、精確分割和三維結構生成構建高保真數字巖心，建立從微觀結構到宏觀性質的快速、可靠映射。本文系統總結了深度學習在多孔介質數字結構表征與輸運性...

憶阻耦合Fitz Hugh-Nagumo神經元及其圖像加密應用

摘要：近年來，憶阻器突觸耦合神經元的研究取得了顯著進展，然而，多數模型只進行了突觸和神經元兩者間的耦合，未將神經元周圍帶電離子產生的磁場效應結合到耦合當中。為此，本文提出了一個新型憶阻器模型，并結合細胞膜上離子交換產生的電磁效應構建了一種含有反饋項的憶阻器耦合Fitz Hugh-Nagumo神經元混沌模型。理論分析和仿真實驗表明該憶阻器耦合神經元模型在一定參數下可以產生雙渦卷吸引子。然后將所提模型產生的...

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