简介：采用蒙特卡罗和束流光学方法,对反冲质子磁谱仪系统的中子-反冲质子输运及反冲质子在磁场中的偏转和聚焦的全过程进行了物理建模,基于Matlab平台,开发了带电粒子输运模拟计算程序,模拟了反冲质子磁谱仪系统的性能参数,获得了不同参数条件下反冲质子在焦平面上的空间分布、中子能量分辨率及中子探测效率。结果表明,反冲质子磁谱仪的中子能量分辨率和中子探测效率是对立性较强的2个性能参数,主要决定于反冲聚乙烯靶尺寸和反冲质子准直器尺寸,二极分析磁铁的磁感应强度对中子能量分辨率和中子探测效率的影响不大,但会影响反冲质子磁谱仪的紧凑性。对能量为14MeV的氘氚聚变中子,磁谱仪的中子能量分辨率小于1%时,中子探测效率可达10-8cm2。

简介：为了将PIC方法应用于高密度带电粒子系统的模拟,分析研究了TA碰撞算法和Nanbu碰撞算法,详细介绍了这两种碰撞算法的实现过程。给出了计算碰撞散射角的拟合公式,可提高Nanbu碰撞算法的效率。采用这两种碰撞算法分别模拟了等离子体中电子温度的平衡过程,通过与理论解进行比较,发现Nanbu碰撞算法在时间步长较大时,仍然可以得到与理论解吻合较好的模拟结果。最后,采用粒子模拟程序和库仑碰撞算法验证了等离子体双流体方程中动摩擦因数计算公式的正确性。

简介：目的：分洪工程的启用具有非常重要的防洪效益,但同时也将严重威胁分洪区群众的生命财产安全。为定量计算洪水中人体（成人与儿童）、车辆、房屋、农作物（水稻和棉花）的洪水风险与洪灾损失,考虑受淹对象的失稳机理,提出分洪区群众生命与财产的洪水风险模拟模型。创新点：1.基于力学过程中的洪水中人体与车辆失稳的计算公式,建立相应洪水风险等级评定的新方法,并提出4类受淹对象平均损失率的计算方法;2.结合二维水动力学模型的计算结果,分析4类受淹对象洪水风险的时空变化情况,同时讨论根据不同下垫面类型取不同糙率值以模拟洪水演进过程的必要性,并比较文献中提出的洪水中人体风险等级计算结果的差异。方法：1.分析现有洪水中人体、车辆、房屋和农作物风险或损失的计算方法,提出相应洪水风险计算关系或计算曲线（公式（3）～（6）,图1和2）;2.参考1954年荆江分洪工程北闸第一次的分洪情况,通过计算分洪区140h的洪水演进过程和4类受淹对象洪水风险的时空分布（图8）,同时得到4类受淹对象平均损失率随时间的变化情况（图10）;3.在荆江分洪区洪水演进过程模拟中,讨论根据不同下垫面类型确定相应糙率值的方法与计算区域糙率统一取值0.04、0.05或0.06的3种工况下洪水要素变化的差异（图11和12）,并采用文献中提出的洪水中人体风险等级计算方法,比较洪水中人体风险等级变化的异同（图13）。结论：1.一旦荆江分洪工程启用,截止至北闸开启140h时,洪水中人体、车辆、房屋、农作物的平均损失率达到75%以上,即分洪工程的启用将造成重大的生命财产损失;2.糙率取值方法的不同,导致洪水演进过程不同,进而影响各类受淹对象的洪水风险评估,因此需要根据不同下垫面类型确定相应的糙率值;3.文献中提出的洪水中人体风险�

简介：采用全电磁粒子模拟方法和一维近似模型,考虑电磁脉冲场对康普顿电子运动的影响,数值模拟了早期高空核电磁脉冲产生的自洽过程。给出了理论模型和计算模型,选取了一个计算区域位于源区的算例,比对了自洽处理方法和非自洽处理方法的异同,给出了三个考察点上电场分量的时域波形。结果表明,自洽处理方法会使第1峰值电场强度稍有降低,但对第2和第3峰值电场强度影响不大;同时,自洽处理方法会使第1与第2峰值电场强度之间的时间间隔缩短,但对以后各个峰值电场强度之间的时间间隔影响不大。

简介：为深入研究系统电磁脉冲(SGEMP)特性,通过蒙特卡罗程序MCNP计算并总结了发射电子能谱、θ方向角分布以及光电产额等发射电子参数的变化规律,给出了不同X射线黑体温度下表征射线能量的能谱参数E1。利用3维全电磁PIC程序对SGEMP进行模拟,并将模拟结果与用X射线黑体温度T近似代替能谱参数E1取值方式下的模拟结果进行了对比。结果表明,低能射线的能谱参数与黑体温度近似相等;而高能射线的能谱参数与黑体温度存在偏差,会导致SGEMP模拟计算的电磁场峰值产生偏差。

简介：介绍了材料位移损伤效应研究中的多尺度数值模拟方法,包括第一性原理、分子动力学和动力学蒙特卡罗方法,举例说明了3种方法的作用和模拟结果,指出了半导体材料位移损伤多尺度模拟研究中待研究的问题,为半导体材料的辐射效应研究提供参考。

简介：速率理论是一种先进的模拟核燃料机理行为的途径。通过建立微观尺度下的原子和晶体缺陷的速率方程,求解原子和缺陷浓度方程,模拟核燃料的裂变产物和缺陷的行为,计算核燃料的裂变气体释放率、包壳空洞肿胀速率和辐照生长应变率等与反应堆安全密切相关的物理量。介绍了速率理论在核燃料模拟计算中的应用,对比了国际上速率理论在核燃料模拟计算中的发展现状,分析了速率理论在模拟中存在的缺点和不足,在此基础上对速率理论在核燃料性能分析领域的发展前景和研究方向进行了展望。

简介：利用MALTLABGUI设计开发实验仿真平台，对带电粒子在非匀强磁场中的运动轨迹进行模拟。在该平台上用户可以通过输入不同的参数来模拟不同情况下带电粒子在非匀强磁场中的运动，得到不同情况下带电粒子的运动轨迹，为大学物理教学提供了有效的辅助手段。

简介：对基于磁开关Marx发生器的电路结构进行了改造,设计了一种能输出方波脉冲,且结构紧凑、原理简单的电路。对设计的这种输出功率达10GW的近方波Marx发生器进行了模拟研究。结果表明,所设计的脉冲发生器输出脉冲电压接近1MV,前沿约为20ns,半高宽为70ns,发生器全系统无需气体开关。从波形来看,输出脉冲平顶波动小于10%,能够满足实际应用需求。

简介：半导体器件辐射效应数值模拟技术主要研究辐射与材料相互作用的粒子输运模拟、器件内部辐射感生载流子漂移扩散的器件级模拟及器件性能退化对电路功能影响的电路级模拟等,是抗辐射加固设计和抗辐射性能评估中的关键技术。随着先进微电子技术的快速发展,新材料、新结构和新器件的应用为辐射效应建模与数值仿真带来了新挑战。辐射效应数值模拟涉及材料学、电子学和核科学的交叉领域,技术难度大,建模和仿真比较复杂,一些瓶颈问题尚未完全解决。围绕粒子输运模拟、器件级辐射效应数值模拟和电路级辐射效应数值模拟3个方面,梳理急需解决的关键技术问题,介绍半导体器件辐射效应数值模拟技术的发展趋势。

简介：运用显式动力学有限元软件LS-DYNA,对环向多点同步起爆条件下装药爆轰波的传播规律、环形药形罩在爆轰波作用下成型过程及环形射流对靶板的侵彻效应进行了数值模拟,分析了起爆点数对侵彻能力的影响。研究结果表明:环向多点同步起爆条件下,爆轰波通过相互碰撞形成统一的波浪形爆轰波前沿,爆轰波前沿到达药形罩顶端的时间沿环向并不同步,压力大小也不一致。环形射流不仅头部和尾部之间存在速度梯度,沿环向也存在一定的速度差异,难以保持形状。环形射流对靶板的破坏形式主要为塑性扩孔或塑性扩孔+剪切冲塞,形成的圆形弹孔孔径与环形药型罩对称面直径相当。环形射流的侵彻能力随起爆点数的增加而增大,当起爆点数大于10时,侵彻深度增大幅度会明显减小。

简介：在分析SRAM型FPGA单元电路及芯片辐照效应实验数据的基础上,借助计算机仿真模拟,研究了大规模集成电路抗辐射性能的敏感性预测技术。采用分层仿真和评价的方法,先由上而下,根据器件参数要求分配性能指标,再依据实验数据,借助数值模拟,由下而上检验性能阈值、裕量及其不确定度,最终给出整个FPGA的可信度值,确定了敏感单元电路,并且通过X射线微束总剂量实验对结果进行验证。建立的电路级数值模拟方法为累积电离总剂量效应敏感性预测研究,提供了技术支撑。

简介：提出了一种用于相对论磁控管(RM)中轴向输出线极化TE11同轴波导模式的新型输出结构。该器件采用10谐振腔结构并工作在π模式上,通过合理设计谐振腔结构与输出同轴波导之间的微波提取结构,模拟实现了线极化TE11同轴波导模式的微波输出。与传统全腔提取结构相比,该新型输出结构,不仅能更容易地实现线极化TE11同轴波导模式的微波输出,而且在此基础上能更容易地实现更高频段RM的设计。粒子模拟结果表明:当电压为220kV,磁场为0.4T时,该器件的工作频率为4.38GHz,输出功率为208MW,功率转换效率达到46.6%。