二维三温辐射流体力学拉氏计算中的子网格压力方法

研究对应于电子压、离子压、光子压的扰动隅角力的计算方法,提出二维三温辐射流体力学拉氏计算中的两种子网格压力方法,即基于状态方程和基于几何的方法.数值试验表明,这两种方法均能很好地抑制二维三温辐射流体力学拉氏计算中出现的网格非物理畸变.

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

针对使用边粘性和张量粘性进行二维三温辐射(磁)流体力学拉氏计算时激波处离子温度出现非物理尖峰的问题,提出一种人工粘性分裂技术,将人工粘性耗散能量按照电子压和离子压的比分成两部分,并分别加在电子内能和离子内能上.在二维三温辐射磁流体力学程序MARED上实现该技术,并对Z-pinch的内爆动力学过程进行数值模拟.消除了模拟结果中激波处离子温度的尖峰.

二维三温辐射扩散方程组两层预条件子的自适应求解

针对实际应用中若干典型三温线性系统,分析求解二维三温辐射扩散方程离散线性系统的代数两层预条件子(PCTL)的算法效率.结果表明,PCTL的算法效率与三个温度之间的耦合强度以及单温子系统对角占优性强弱程度有很大关系.为此,通过刻画三温线性系统的耦合强度和单温子系统对角占优性特征,提出一种PCTL中子系统的自适应求解算法.数值结果表明,可以显著改善PCTL的算法效率.对于实际数值模拟应用中37个典型三温线性系统,相对于经典AMG算法,算法整体加速2.5倍.数值实验表明算法具有很强的鲁棒性.

求解二维三温辐射扩散方程组的一种代数两层迭代方法

在二维三温辐射扩散方程离散代数方程组的求解中,由于光子、电子和离子温度之间存在耦合关系,而且三个温度在同种介质中有不同的扩散性质,使得经典的代数多重网格(AMG)方法难以直接应用.基于特殊粗化策略,在粗网格层解除了这种耦合关系,得到一种代数两层网格方法,而粗网格方程由经典AMG方法求解.将这一算法具体应用于JFNK(Jacobian自由的Newton-Krylov)框架中预处理方程的求解,并基于该框架求解二维三温辐射扩散方程组.数值结果显示了算法的可扩展性和健壮性.

求解二维三温辐射热传导方程组的一种网格自适应方法

在求解二维三温辐射热传导方程组的过程中,设计了一类新的基于Hessian矩阵的网格自适应算法.数值实验结果表明,与现在流行的基于一阶导数或通量的网格自适应技术相比,该算法能够大幅改善系统的能量守恒误差,并具有较高的整体计算效率.

双线性等参元对称有限体格式在二维三温辐射热传导问题的应用

首先给出了二维三温辐射热传导问题的数学模型和有关数据,在四边形网格下,利用牛顿方法线性化,双线性等参元对称有限体格式离散,从而获得了与实际物理现象相符的数值结果,也验证了该格式的有效性.

一种二维三温辐射热传导方程组SFVEM格式的并行预条件子

在三角形剖分下,针对二维三温辐射热传导方程组的SFVEM离散系统,设计了一类基于块对角逆的预条件,给出了条件数的理论估计式.在此基础上,设计了相应的PCG算法.数值实验验证了理论结果的正确性.

SAMR网格下求解二维三温辐射扩散问题的自适应PCTL预条件子

本文为结构化自适应网格加密(SAMR)网格下二维三温辐射扩散问题的混合保对称有限体元格式设计了一种新的自适应PCTL预条件子,采用新的两层网格法求解子系统.与基于Ruge-Stüben型代数多重网格法的PGMRES法相比,基于新预条件子的PGMRES法更易于在JASMIN并行框架中实现,且对耦合关系强的情形,其稳健性更好且计算效率更高.

喷气Z箍缩内爆动力学过程的数值模拟研究

在分析了喷气Z箍缩内爆等离子体物理过程的基础上 ,作了必要的假定和简化 ,给出了物理模型和相应的数学方程组 .研制了一维三温辐射磁流体动力学的数值模拟程序 ,对氖喷气Z箍缩内爆产生高温高密度等离子体过程进行了总体数值模拟 ,得到了等离子体各参量在内爆过程中的时空分布 ,再现了该内爆动力学整体过程 ,并与GAMBLE Ⅱ装置的实验结果进行了比较 .计算结果表明 ,在对热传导系数和等离子体电阻率作适当调整后 ,得到的计算结果是自洽的 ,其中内爆到心时刻、x射线辐射脉冲的脉宽和总能量等宏观量与实验结果比较接近 .同时对喷气Z箍缩内爆过程的“拉链”(zippering)效应也进行了分析计算 .

求解二维三温能量方程的半粗化代数多重网格法

§1.引言 二维三温辐射流体动力学方程组的求解是数值模拟的重要组成部分,而求解能量方程是一个十分重要的环节,而且在整个系统的计算中,能量方程求解所占的机时比重相当大(约80%以上).因此,寻求一个收敛快、稳定性好的二维三温能量方程数值解法是一个值得探讨的问题.二维三温能量方程可表示为非线性抛物型方程组,在二维柱对称Lagrange坐标系下,二维三温能量方程的标量式经简化得到如下方程组:

Kr喷气箍缩等离子体的数值研究

探讨了Z箍缩等离子体辐射磁流体模拟二维三温物理模型及其数值计算方法,针对"强光一号"加速器上Kr喷气实验的具体条件,利用辐射磁流体力学程序Zpinch2D DG模拟了Kr喷气等离子体聚爆过程,分析了X射线辐射的特点,给出了等离子体密度和温度的演化图像以及喷气箍缩中一些带有普遍性的结论。

混合Krylov子空间算法及其应用

给出了一种适合二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组的混合迭代算法.计算结果显示,该算法解二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组比原有算法快4倍左右;原有算法不收敛时,该算法收敛;各物理量也符合得很好.

论黑洞的天体物理学与吸积

本文讨论了致密星通过引力俘获周围物质的吸积过程。从向黑洞的球形吸积,产生的辐射物主要由很硬的χ-射线和γ-射线组成。到质量M 约为10~6～10~9M_⊙。的超大黑洞的吸积将是一种转变引力势能为辐射的有效途径。到克尔黑洞的吸积是一个比对史瓦西黑洞的吸积更为高效率的过程。