计算物理

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计算物理 关注(): 期刊周期：双月刊; 期刊级别：北大核心; 国内统一刊号：11-2011/O4; 国际标准刊号：1001-246X; 主办单位：中国核学会; 主管单位：中国科学技术协会; 查看计算物理近十年数据入口>>>; 上一本期杂志：《纳米技术与精密工程》期刊信息; 下一本期杂志：《数值计算与计算机应用》核心期刊论文

　　【杂志简介】

　　《计算物理》是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物，其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果，促进国内外学术交流，推进计算物理学的发展。计算物理是物理学与科学计算相结合的交叉学科。在物理学相关领域内，凡从事物理建模和计算方法研究，并应用先进计算机获得计算结果的工作，均属投稿范围。本刊特别欢迎在国民经济建设和高科技领域内，运用高性能计算方法解决涉及物理学问题的有创造性的研究成果。

　　【收录情况】

　　国家新闻出版总署收录

　　1992年获“全优期刊”奖

　　《CAJ-CD规范》执行优秀奖

　　【栏目设置】

　　主要栏目：研究论文、研究简报、软件介绍。

　　杂志优秀目录参考：

　　二维三温辐射(磁)流体力学拉氏计算中的人工粘性分裂技术戴自换，邬吉明，丁宁，DAI Zihuan，WU Jiming，DING Ning

　　三维光滑接触界面上的分配参数滑移面算法姜玉曦，周海兵，熊俊，刘文韬，JIANG Yuxi，ZHOU Haibing，XIONG Jun，LIU Wentao

　　标模外形化学非平衡流场数值模拟李俊红，潘宏禄，程晓丽，沈清，LI Junhong，PAN Honglu，CHENG Xiaoli，SHEN Qing

　　激波冲击火焰的流动拓扑研究朱跃进，董刚

　　火星进入热环境预测的热力学模型数值分析苗文博，吕俊明，程晓丽，艾邦成，MIAO Wenbo，LV Junming，CHENG Xiaoli，AI Bangcheng

　　一种基于连续核函数展开的跨声速气动力修正法刘祥，孙秦，武亮，LIU Xiang，SUN Qin，WU Liang

　　多孔介质内混溶流体间粘性指进现象的格子Boltzmann模型金鑫，刘高洁，郭照立，JIN Xin，LIU Gaojie，GUO Zhaoli

　　基于JASMIN框架多物理耦合程序的性能优化及分析任健，武林平，申卫东，REN Jian，WU Linping，SHEN Weidong

　　分离压作用下波纹状基底上含活性剂液滴铺展稳定性李春曦，杨保才，叶学民，LI Chunxi，YANG Baocai，YE Xuemin

　　高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔叶珍宝，周海京，YE Zhenbao，ZHOU Haijing

　　德拜色散媒质的三维时域电磁逆散射技术刘广东，余广群，范士民，LIU Guangdong，YU Guangqun，FAN Shimin

　　气顶油藏油气界面移动距离的计算张安刚，范子菲，宋珩，ZHANG Angang，FAN Zifei，SONG Heng

　　基于GPU求解椭圆型偏微分方程的并行算法曹建伟，徐翔，王友年，CAO Jianwei，XU Xiang，WANG Younian

　　位错及掺杂对球铁冲击韧性影响的电子机理杨忠华，刘贵立，曲迎东，李荣德，YANG Zhonghua，LIU Guili，QU Yingdong，LI Rongde

　　兰州理工大学学报投稿：往复式压缩机故障诊断方法研究

　　摘要：我国现代科技发展迅速，自动化机械程度逐步完善和提高，设备各零件间的联系更加紧密。若其中某一部件出现故障，容易造成整个机械设备瘫痪。频繁的设备故障会带来经济损失，甚至是人员伤亡事故。文章通过阐述往复式压缩机的常见故障问题和原理特点，结合案例研究故障诊断方法。

　　关键词：兰州理工大学学报,往复式压缩机,故障诊断方法,自动化机械,人工智能系统,小波分析法技术

　　在机械设备的实际操作运行过程中，如果可以及早预报和诊断其隐含的故障问题，在压缩机没有分解的情况下，就可以正确判断设备出现故障的具体位置，采用先进的动态测试技术和传感技术以及计算机信号对故障进行处理，分析机械异常状况的原因及解决措施，这对预防事故的发生、促进经济效益的提高都具有重大意义。

　　计算物理最新期刊目录

面向深度学习方法的间断系数微分方程变域积分弱解理论————作者：刘东;廖真;刘洋;

摘要：微分方程的弱解理论是解决间断系数问题的经典理论框架，在科学研究和实际工程中已得到了广泛应用。近年来，深度学习方法求解微分方程的技术取得了长足的进步，但该方法利用传统弱解理论求解间断系数方程却遇到了严重挑战。为此，论文提出了面向深度学习方法的变域积分弱解理论：不同于传统弱解理论构造固定限积分的分部积分方法，本文针对深度学习计算方法需要全域空间样本的特点，构建了方程变域积分弱解形式，并给出了针对典型微...

基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型————作者：刘登科;李志远;郝亮;王立锋;高振;

摘要：本文针对直接驱动惯性约束聚变多光束能量转移模拟(CBET)问题，开展了数学建模研究。百万网格条件下开展数万条光线求交计算是大尺度直接驱动CBET的计算难点，如全域计算，存储交点信息内存开销巨大，限制计算速度，甚至无法落地工程应用。针对该问题，我们提出了一种光路追踪逆向求解逐层推进算法，可将三维问题降维到二维，能显著降低内存消耗，有效提升直接驱动内爆CBET效应评估能力，突破了三维大尺度CBET模拟...

致密油藏注水诱导裂缝井间干扰试井分析方法————作者：谭习群;何生平;刘萍;江明浩;樊晓辉;程时清;李德生;石登科;

摘要：致密油藏注水开发过程中，由于储层的非均质性，在渗透率较高的河道方向容易形成高渗透通道，并产生诱导裂缝。然而，现有试井解释方法无法解释水驱诱导裂缝条件下井间干扰试井资料。本文考虑水驱诱导裂缝的延伸，建立了裂缝尖端应力场模型耦合的受邻井干扰的注水诱导裂缝数值试井模型，采用非结构网格和离散裂缝模型（DFM）表征动态裂缝，绘制了试井典型曲线分析图版并进行敏感性分析。结果表明：较高的注入量，更容易使诱导裂缝...

基于LBM的致密储层水气交替驱的微观流动规律研究————作者：郑新一;曹仁义;刘进宝;

摘要：本文基于多松弛时间格子玻尔兹曼方法，耦合Shan-Chen多相多组分模型，系统探讨了不同初始含水饱和度、水驱前缘位置、水气段塞尺寸及水气段塞比对多相流体动态赋存规律的影响。研究结果表明：不同类型水气交替过程中，注入水的比例显著影响流动阻力，从而改变水相与气相的驱替路径，具体表现为低比例水段塞的离散分布会扩大气相波及范围，有效提高了驱替效率，但仍存在一定气窜风险；高比例水段塞则能稳定驱替前缘，但油相...

粉末冶金压制-烧结致密化与微观结构演变耦合的数值模拟————作者：刘畅;杨益航;张鑫炎;林佳;

摘要：本文分析粉末冶金压制与烧结过程的数值模拟技术，重点探讨了压制致密化与烧结微观结构演变的跨尺度建模方法。在压制阶段，文章分析了非线性弹性力学模型、刚塑性可压缩力学模型和广义塑性力学模型三类本构模型的适用性和局限性，揭示了相对密度对粉末体力学行为的调控机制。在烧结阶段，总结了涵盖初期、中期和末期的全过程动力学框架，阐明了扩散机制主导的微观结构演变规律。最后展望了多物理场耦合建模、机器学习辅助优化等未来...

基于改进间歇泉算法的高倾角油藏气水双向驱自动优化————作者：徐光辉;李俊键;肖康;李奕辉;朱盈昊;王峰;

摘要：构建了矿场尺度高倾角井组模型，提出了融合Halton 序列初始化、切线飞行策略与正余弦扰动机制的改进间歇泉优化算法（IGEA），以优化注采速度、周期与转注时机等关键参数。结果表明，IGEA在收敛速度、优化精度与稳定性方面均优于GEA与PSO算法，平均净现值分别提高1%和6%。进一步研究发现不同注入方式对开发效果影响显著：水气交替注入在净现值与采收率方面表现最优，连续注气次之，间歇注气效果较弱。目标...

Navier-Stokes型变分不等式的两水平梯度-散度稳定化方法————作者：贾珂阳;尚月强;

摘要：本文提出一种梯度-散度（grad-div）稳定化的两水平有限元方法。该方法采用分层策略：首先在一粗网格上求解含梯度-散度稳定项的非线性Navier-Stokes型变分不等式问题，得到一个粗网格解；然后在一细网格上以粗网格解线性化非线性的对流项，求解一个Oseen、Stokes或Newton线性化问题得到最终解，并利用梯度-散度稳定项抑制压力对速度的影响。从理论上估计了该数值方法所得近似解的误差界，...

分子动力学模拟研究低盐度水对石英表面原油脱附的影响————作者：甘茂宗;刘月田;赵瑞成;樊平天;薛亮;董悦;贺文宇;

摘要：为研究盐度对浅层致密砂岩油藏原油-石英界面脱附的微观调控机制，构建包含四种代表性组分（乙酸、甲苯、庚烷、癸烷）的原油-石英吸附模型及不同盐度梯度油-水-岩脱附模型。通过分子动力学模拟结合相对浓度分布、结合能及质心位移等参数分析，系统阐释盐度-原油组分竞争吸附机理。结果表明：原油在石英表面的吸附稳定性为乙酸>甲苯>癸烷>庚烷；低盐度水通过双电层扩张与离子桥接解离协同作用驱动原油高效...

碳酸盐岩油藏水驱条件下润湿性改变的机理研究————作者：吴震;刘月田;宋扬;

摘要：为研究油湿方解石表面润湿性改变的机理。本文利用分子动力学方法研究方解石壁面单类及混合油分子在水驱条件下润湿性改变的微观过程。研究表明，方解石壁面润湿性改变分三个阶段：水通道的形成及油分子第一吸附层的破坏为第一阶段；水分子在与壁面氢键作用下沿壁面扩展驱替为第二阶段；油/水/壁面吸附平衡为第三阶段。水分子可以驱替出烷烃分子，无法驱替出混合油分子；混合油分子当中极性分子的存在，导致其氢键能更强，氢键距离...

基于PIC方法的磁化剪切流电子尺度开尔文-亥姆霍兹不稳定性————作者：陈宗华;

摘要：开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）是等离子体物理中的热点问题之一，在空间等离子体和磁约束核聚变中有着不可忽视的作用。本文利用二维电磁粒子模拟方法，在亚相对论情况下对磁化剪切流中电子尺度KHI进行了系统的数值模拟研究。重点分析了外加磁场方向与强度对不稳定性发展与非线性演化的影响。结果表明，不同外磁场对KHI的非线性结构影响显著，总体上外磁场是抑制KHI的发展。在垂直于剪切速度的外磁场下未见明显的KH...

甲硫醇在外加电场下的解离性质研究————作者：刘季伟;Hassnain Khalil;李天龙;孙文康;刘玉柱;

摘要：本研究采用密度泛函理论（Density Functional Theory， DFT），结合B3LYP泛函和6-311+G(d，p)基组，系统计算了不同强度外加电场作用下甲硫醇分子的一系列物理化学性质。具体考察的参量包括：总能量、关键键长、偶极矩、红外光谱（IR）、拉曼光谱（Raman）、紫外-可见光谱（UV-Vis）以及隧穿效应。此外，基于扫描所得势能曲线，深入分析了甲硫醇在外加电场中的解离行为...

考虑毛管力影响的咸水层CO₂注入盐沉淀预测方法————作者：郭新洋;程时清;康晓东;李彦尊;白文鹏;汪洋;

摘要：考虑毛管力、盐水蒸发和CO₂在盐水中的溶解，修正CO₂分流量方程，引入阻滞因子和相似变量表征咸水层中CO₂的饱和度分布规律和运移距离，建立了咸水层注入CO₂时盐沉淀定量评价模型，分析了毛管力、气体组分、岩石润湿性、地层压力以及盐度对盐沉淀和CO₂运移的影响规律。研究表明：毛管力会导致干燥区...

基于贝叶斯物理信息神经网络的相场法水力压裂不确定性量化分析————作者：李曜旸;张广清;凌衍森;蔡鼎山;

摘要：基于相场法断裂模型，本文提出了一种贝叶斯物理信息神经网络(B-PINN)预测方法，以量化储层不确定性对水力裂缝扩展影响。本方法通过在损失函数中嵌入物理约束，实现力学场、渗流场和相场之间的相互耦合。同时，借助贝叶斯推断机制，有效捕捉模型输出的不确定性分布，进而为压裂方案设计提供风险评估量化指标。研究表明：与基于Comsol实现的相场法水力压裂有限元解相比，采用B-PINN求解时，单缝及双缝扩展场景下...

平面声波扰动大气湍流非柯尔莫哥洛夫谱折射率功率谱分布————作者：王明军;刘帅;吴小虎;席建霞;张佳琳;

摘要：本文基于声波能量和湍流能量平衡方程，推导在平面声波扰动下各向同性和各向异性Non-Kolmogoro(非柯尔莫哥洛夫谱)折射率功率谱函数的表达式，数值仿真在不同声源功率和频率下，平面声源激发产生的声场能量分布。计算声源参数一定时，不同功率谱幂律和各向异性因子下的Non-Kolmogorov折射率功率谱函数的分布情况。结果表明：在声波传输距离一定时，各向同性Non-Kolmogorov折射率功率谱随...

《计算物理》征稿简则

摘要：<正>《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物。其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果，促进国内外学术交流，推进计算物理学的发展。在物理学相关领域内，凡从事物理建模和计算方法研究，并应用高性能计算机获得计算结果的工作，均属投稿范围。《计算物理》中英文稿兼收，并采用混合编排的形式在国内外发行。一、总体...

原子空位缺陷对黑磷-NaZr₂(PO₄)₃异质结界面钠吸附和扩散的影响————作者：谢翎婧;钟克华;

摘要：通过第一性原理方法研究了P原子空位对钠原子（Na）在黑磷（BP）与NaZr?(PO?)?形成的异质结(BP-NZP)界面处的吸附与扩散的影响。结果表明，Na更易吸附在BP-NZP异质结的界面区域，且Na吸附对异质结双侧的NZP和BP的本征电子特性几乎没有影响，这对实现高性能钠离子电池至关重要。再者，当界面BP层存在P原子空位时，将在空位附近形成低势垒通道，很大地降低了Na迁移的阻力，有利于Na从界...

Pd-Si非晶合金玻璃形成能力的浓度依赖团簇遗传与演化机制————作者：王杰;李兵兵;高明;王志中;文大东;王小云;邓永和;

摘要：采用分子动力学方法模拟Pd_100-xSi_x（x=10， 20， 30， 40， 50）合金的快速凝固过程，分析了团簇遗传与演化对其玻璃形成能力（GFA）的浓度响应机制。Pd-Si非晶合金的玻璃形成能力对Si浓度存在显著的非单调依赖性：适当降低Si浓度可有效增强GFA，但少量Si会使体系过度有序，反而会削弱其玻璃形成能力。团簇遗传与演化分析发现，相较于高配...

可调谐石墨烯-hBN一维周期光子晶体的能带结构————作者：胡凯博;杨翠红;李庆芳;

摘要：常规光子晶体带隙位置固定与动态调控受限，石墨烯、六方氮化硼(hBN)二维材料的引入可调制能带结构。本文基于传输矩阵法研究了石墨烯-hBN一维周期光子晶体的能带结构。研究结果表明，区别于传统电介质光子晶体，横电/横磁(TE/TM)模下的能带结构可被石墨烯费米能、hBN厚度，以及入射角强烈调制，且在hBN高剩余射线带(H-RB)均诱导了全向带隙。另外TM模在hBN低剩余射线带(L-RB)的上边界，出现...

求解磁流体力学方程的耗散可调BVD算法————作者：杜志远;潘晨曦;陈春刚;李兴良;沈学顺;

摘要：理想磁流体力学（MHD）方程的数值解法是发展空间天气模式的主要基础。本文基于耗散可调的边界变差减小（BVD）方法，发展了一种新的理想MHD方程有限体积算法。该算法结合二次多项式与双曲正切函数，构造了混合空间重构方案，并在数值解平滑区域引入耗散调整策略。算法不仅能够高保真地捕捉激波，还能精准解析平滑区域的多尺度流场。典型理想MHD算例的模拟结果表明，本文提出的新算法能准确模拟复杂的MHD流动，其计算...

Parallel Implementation of Radiation Hydrodynamics Coupled With Particle Transport On Software Infrastructure JASMIN————作者：REN Jian;WEI Junxia;CAO Xiaolin;

摘要：In this work， we will present parallel implementation of radiation hydrodynamics coupled with particle transport on software infrastructure JASMIN (J Adaptive Structured Meshes applications INfrastruc...

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