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

基于Fourier-MLP的双连续介质粒子建模及不变嵌入T矩阵加速计算方法

摘要：大气粒子在微波及毫米波频段下的电磁散射特性对雷达系统性能评估、降水相态识别以及电磁传播建模具有重要影响。传统散射建模通常将粒子视为均匀介质结构，但此类近似难以刻画其真实的非均匀内部特性。尤其当粒子尺寸与入射波长相当时，该简化处理易引入较大的建模偏差。为提高散射模拟的物理逼真度，本文采用连续介质近似（CMA）描述粒子内部介电分布，并结合不变嵌入T矩阵方法（IITM）开展高精度散射特性计算。IITM方...

光束匀滑技术原理与数值建模方法综述

摘要：在惯性约束聚变中，激光辐照不均匀性会引发流体不稳定性及激光参量不稳定性，从而降低靶丸压缩效率甚至引起靶丸破裂，导致点火失败。为解决上述问题，目前各大型激光聚变装置（如美国国家点火装置、我国神光系列装置）均采用一系列光束匀滑技术，以提升驱动激光束的时空均匀性。然而，这些束匀滑技术不可避免地会在焦斑内引入局部强散斑结构，造成时空不均匀性。因此，深入研究匀滑激光束与等离子体的相互作用，对优化激光与靶丸设...

基于离散变量型量子-经典神经网络的井筒多相流压力预测研究

摘要：本文提出了基于离散变量型（DV）量子-经典神经网络的井筒多相流井底压力正向预测与井口压力反向预测模型。采用Beggs-Brill算法生成含17维参数、10000组样本的数据集，构建由经典预处理器、DV量子核心、经典后处理器组成的混合网络，利用量子叠加与纠缠特性挖掘强非线性耦合关系，并通过误差反向传播实现经典与量子参数联合优化。训练结果表明：正向、反向模型均稳定收敛，新样本平均相对误差分别为0.21...

基于并行概率保留随机游走算法的微电网双层优化

摘要：为了提升微电网设备容量与运行同步优化的计算效率并改善其全局优化性能，提出一种并行概率保留随机游走算法。以微电网设备容量与运行双层优化模型为框架，上层以各设备容量为优化变量，RWCE（强制进化随机游走算法）采用并行策略，使多种群同时计算；下层接受上层的设备容量，以设备各时刻出力为优化变量，RWCE算法引入概率保留机制，通过小概率保留原始解来加强局部探索，并将运行成本传递给上层。算例结果表明，并行概率...

基于带平均曲率项的相场模型与UNet的图像分割方法

摘要：针对深度学习方法在带噪图像分割任务中存在的鲁棒性不足及物理可解释性差等问题，提出一种图像分割网络VMMC–TNet(Variational Model with Mean Curvature Based Tailored )。该模型将具有物理演化特性的平均曲率相场模型与UNet架构相结合，通过整合带平均曲率项的Cahn–Hilliard方程与经典UNet结构，构建一个端到端的混合模型。采用控制变量...

直接驱动交叉束能量转移分层迭代求解方法

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，开展数学建模研究。提出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，在保证计算精度的同时显著降低了计算复杂度。研究表明：激光波长差和光束夹角对CBET效应具有显著影响，而逆轫致吸收系数变化虽会改变能量转移量，但整体转移趋势保持稳定。该模型通过与波耦合结果对比验证...

《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...

二维高载流子迁移率的数据加密存储器件：密度泛函理论研究

摘要：本工作利用第一性原理计算，系统研究了新型PtO₂/WS₂范德华异质结的电子结构、载流子迁移率及其在外加电场下的响应特性。研究结果表明，PtO₂/WS₂异质结具有Type-Ⅱ型能带排列，这有利于电子-空穴的有效分离。该异质结的电子迁移率高达3.998×10⁵ cm²·V...

基于QuickPIC的等离子体尾波加速中束流负载贝叶斯优化

摘要：等离子体尾场加速可通过高能粒子束或激光在等离子体中激发尾场，实现对尾随电子（或正电子）束的高梯度加速。束流负载的欠载或过载均会显著影响束流的能散、发射度等品质。该效应的优化涉及复杂非线性物理过程，难以依靠传统试错方法高效实现参数调控。本文基于准静态粒子网格模拟程序QuickPIC与贝叶斯优化方法，构建了以加、减速场均匀性为核心优化目标的束流分布优化算法。同时，我们还采用了自适应搜索区域贝叶斯优化算...

面向深度学习方法的变域积分弱解理论（VIWS）若干问题补充研究

摘要：求解间断系数微分方程是极具挑战性的计算任务，广泛存在于各种复杂的实际工程问题中。随着人工智能技术的发展，利用深度学习方法求解该类方程同样面临着因间断系数带来的方程求解奇异性问题。面向深度学习方法的变域积分弱解理论（VIWS）为解决该领域面临的挑战提供了新的技术途径。该理论目前已建立基础的弱解理论框架，并针对多个规则几何求解域标准算例进行了验证。本文在前述研究基础上，进一步针对不规则复杂边界条件、多...

旋转环形势阱中两分量自旋-轨道耦合BEC的基态结构

摘要：通过托马斯-费米近似和虚时演化方法系统地研究了旋转环形势阱中相混合两分量自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构和自旋纹理。旋转可诱导凝聚体发生相变，平面波相的圆盘结构转变为涡旋密度峰耦合的skyrmion相。调节势阱宽度，不仅可以改变skyrmion的数量，而且可以调控skyrmion排列的对称性。调节自旋-轨道耦合强度，基态密度分布可以从环形对称分布的skyrmion链相过渡到互相垂直的s...

多光束激光等离子体不稳定性的理论和数值模拟研究

摘要：在惯性约束聚变中，激光等离子体不稳定性（LPI）是影响实验的关键物理过程之一，LPI的发生区域分为单光束传播区域和多光束交叠区域。本文聚焦多光束交叠区域，基于多光束LPI的一般理论模型，推导了适用于任意光束位形、偏振和波长的LPI色散关系，并开发了多光束LPI色散关系程序。将理论模型应用于神光-100kJ（SG-100kJ）装置和集束（SG-Octopus）实验，定性地解释了实验中观察到的“同环不...

一种面向目标输出的混合型CFD离散误差估计方法

摘要：针对计算流体力学（CFD）中升阻力等全局目标输出的离散误差估计问题，提出一种融合伴随理论与Richardson外推法的混合误差估计方法。传统Richardson外推依赖多套一致加密网格，成本高且难以反映局部误差；伴随方法可进行局部估计，但其精度受限于内嵌密网格的近似求解。本方法通过伴随误差估计识别流动敏感区域，指导网格自适应加密，自动生成系列网格，再结合Richardson外推获得网格无关解，实现...

多物理耦合系统数值模拟软件的验证方法与应用

摘要：针对聚变能源装置的多物理耦合数值模拟软件的验证问题，研究了验证所需的分析方法，制定了比较规范、易操作的验证流程，分层级、分物理、基于不同验证目的分别发展了上百个验证算例，并根据算例类型分别构建了相应的“验证算例库”。最后，遵循验证总体技术路线，以新建的验证算例库为基础，按照验证流程较系统地开展了多物理耦合系统数值模拟软件验证

EM–RBN：一种基于融合网络和动态权重生成的物理信息神经网络算法

摘要：针对传统物理信息神经网络因频谱偏差导致的收敛效率低、预测精度差等问题，本文提出一种基于融合网络和动态权重生成的物理信息神经网络算法（EM–RBN），该算法通过设计基于数据增强变换的多层感知机和径向基融合子网络，高效捕捉跨频率特征。同时，在网络中引入动态权重生成模块，实时学习并调整子网络输出权重以平衡高低频特征的贡献。实验结果表明，EM–RBN方法在不同数值问题上相较于已有物理信息神经网络算法最高实...

《计算物理》征稿简则

OH分子的高精度从头算与耦合光解离过程

摘要：OH（羟基自由基）是地球大气和星际介质中的关键活性组分。本文采用多参考组态相互作用方法，系统计算了OH分子二重电子态结构，计算精度与电子态数量较以往研究均有显著提升，光谱常数与已有实验吻合良好。针对²Π态之间的势能曲线存在显著的避免交叉，本文进一步研究了其非绝热耦合光解离过程。通过计算径向耦合矩阵元，发现²Π电子态之间存在强非绝热相互作用，在此基础上求解...

基于序贯采样代理模型的高保真仿真模型校准方法

摘要：所有的模型都是真实物理世界的近似，为了提升仿真模型的精度，需要用实测数据对仿真模型的参数进行标校。在进行高保真仿真模型校准时，由于模型本身的计算复杂性和校准过程大量调用仿真，使得总计算成本不可承受。针对计算复杂性挑战，本文提出了一种基于序贯采样代理模型的模型参数校准方法，采用代理模型替换高保真仿真，并且采用序贯加点的策略逐步逼近参数最优取值，从而实现用尽可能少的仿真调用得到最优的参数值，使得模型预...

基于深度学习的多孔介质结构和输运研究进展

摘要：多孔介质的微观结构表征与输运性质预测是储能、碳捕集、利用与封存（CCUS）等“双碳”技术的关键理论基础。然而，传统方法面临统计代表性不足、计算代价高、跨结构泛化弱等瓶颈。深度学习具有强大的非线性特征提取、高维数据处理能力及物理机理嵌入潜力等优势特征，通过超分辨率、精确分割和三维结构生成构建高保真数字岩心，建立从微观结构到宏观性质的快速、可靠映射。本文系统总结了深度学习在多孔介质数字结构表征与输运性...

忆阻耦合Fitz Hugh-Nagumo神经元及其图像加密应用

摘要：近年来，忆阻器突触耦合神经元的研究取得了显著进展，然而，多数模型只进行了突触和神经元两者间的耦合，未将神经元周围带电离子产生的磁场效应结合到耦合当中。为此，本文提出了一个新型忆阻器模型，并结合细胞膜上离子交换产生的电磁效应构建了一种含有反馈项的忆阻器耦合Fitz Hugh-Nagumo神经元混沌模型。理论分析和仿真实验表明该忆阻器耦合神经元模型在一定参数下可以产生双涡卷吸引子。然后将所提模型产生的...

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