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

不同退火温度对Fe₈₀P₂₀非晶合金微结构与力学性能的影响————作者：李兵兵;刘涛;高明;文大东;王小云;邓永和;

摘要：采用分子动力学模拟研究方法，系统研究了700 K至1700 K不同退火温度对Fe₈₀P₂₀金属玻璃微观结构和力学性能的影响。结果表明，退火温度是调控金属玻璃年轻化的关键因素。在1100 K时，样品的势能和自由体积达到最大，显示出明显的年轻化特征。随着退火温度的增加，P原子的配位数中P原子数量减少，导致自由体积降低。老化样品中类二十面体结构含量较高，而年轻...

一种基于压力过滤有限元格式的速度修正投影法————作者：尹林茂;肖福建;张玉龙;蒋秉颜;

摘要：以有限元格式为数值研究基础，根据压力离散比速度离散低1阶的思想，本文对传统速度修正投影法所得的压力进行过滤，得到一种基于压力过滤的速度修正投影方法。相关数值结果表明，相比于传统速度修正投影法，改进的方法有效抑制了压力震荡现象的产生。进一步的研究中，我们分析了压力震荡的产生原因，并发现压力震荡将随着时间步长不断减小的过程终将凸显

NaCl对N型甲烷水合物影响的理论研究————作者：郭平;周桐;罗强;邱毅;肖扬;陈昊阳;

摘要：基于密度泛函理论的第一性原理方法（DFT）对N型甲烷水合物中引入Na⁺和Cl^-后的三种结构进行了研究，得到其结构、电子和光学性质，结果如下：1)三种高对称位下的体积和N型水笼边长变化较大，且水分子结构及N型水笼氢键键长会随Na⁺和Cl^-的引入而发生显著变化，这主要是离子水合作用所导致，差分电荷密度分布也表明了这...

非正交网格上半导体漂移扩散模型的控制体有限元方法的研究————作者：马召灿;李光荣;赵振国;

摘要：本文通过将经典的Scharfetter-Gummel格式与矢量基函数结合，获得了一种在非正交网格上可以稳定、准确求解半导体漂移扩散方程的控制体有限元格式（CVFEM-SG）。应用该方法仿真了包括四边形网格MOSFET转移特征曲线、六面体网格BJT晶体管的稳态Gummel特性曲线等算例，测试结果表明新方法对于TCAD建模后的棱边非正交的四边形/六面体等大变形网格仍然具有良好稳定性和准确性

《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

人工智能加速科学仿真、设计、控制和发现————作者：吴泰霖;

摘要：近年来，随着AI for science(科学智能)的蓬勃发展，人工智能与各门学科的交叉融合逐渐成为一个显著的科学研究趋势。但是，AI for science所涉及的范围很广、学科众多，因此，将其梳理成一个统一的体系能够更好地为初入领域的研究者导航。本文认为，尽管每一门学科研究的对象、方法看似千差万别，但人工智能可以为科学研究提供一套普适的范式和方法，解决各科学领域内的重要问题。本文将从科学仿真、...

磁控忆阻器耦合Hindmarsh-Rose神经元模型及其在DNA图像加密中的应用————作者：赵益波;杨清;于程程;刘明华;

摘要：提出一种磁控忆阻器模型，建立磁感应耦合Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型。通过分岔图、李雅普诺夫指数谱、相位图以及时序图对所构建的神经元模型进行非线性动力学分析，进而将模型所产生的混沌序列应用于DNA混沌图像加密算法。实验结果表明：这种电磁感应HR神经元模型在磁感应强度的影响下能够产生多种放电模式和复杂的混沌行为，并且基于该模型产生的混沌序列具有随机性，初值敏感性，遍历性等特点，应用于...

电磁辐射下正切型忆阻Hindmarsh-Rose神经网络的动力学研究————作者：代志伟;韦笃取;

摘要：通过磁控忆阻器的感应电流模拟电磁辐射，研究电磁辐射效应下Newman-Watts(NW)小世界的正切型忆阻耦合Hindmarsh-Rose(HR)神经网络动力学行为。数值仿真发现：增大耦合强度会促进神经元之间的同步和改变神经元的放电模式；当电磁辐射效应作用时，神经网络对初始值敏感，同时通过哈密顿能量发现，电磁辐射会增强神经元放电所需能量。当忆阻耦合与电磁辐射效应共同作用时，电磁辐射强度越小，忆阻耦...

基于光谱分频利用的Cu/SiO₂纳米流体光学特性建模及优化研究————作者：李晨风;周璐;韩金阳;

摘要：在Mie散射理论中引入Riccati-Bessel函数比率计算方法，结合蒙特卡洛法对Cu/SiO₂纳米流体的光学性质进行模拟计算，并分析其影响因素及在光伏/光热系统中的应用。结果表明：构建的模型在描述纳米流体光学性质的方面表现出较高的准确性，模拟结果与实验数据误差均在3.66%以内；纳米颗粒浓度、粒径以及流体光学长度的增大都会增加纳米流体的光谱吸收能力，但这些因素的影响区间大...

基于分布式光纤温度传感的水平井分段压裂过程裂缝诊断方法————作者：魏操;张城玮;程时清;李海涛;李颖;

摘要：考虑压裂液流动产生的热传导和热对流效应，引入Carter滤失模型表征裂缝扩展和压裂液滤失动态行为，建立了水平井分段压裂过程热-流耦合温度响应数学模型，利用有限差分方法进行数值求解，分析了压裂液排量、压裂时间、停泵时间、滤失系数对水平井分段压裂过程温度响应的影响规律。结果表明：分段压裂过程温度响应曲线会出现“V形”典型特征，其位置与压裂裂缝对应；压裂液排量越大、停泵时间越长，“V形”深度越小；滤失系...

面向高速飞机设计的壁板颤振分析方法及验证————作者：董刚;邵山;李天然;陈宇;郭操;

摘要：壁板颤振是高速飞机设计中的关键问题之一，其引发的壁板大幅度振动会导致结构疲劳和累积损伤，严重情况下造成破坏。针对飞机设计不同阶段的目标和需求，分别发展三种分析方法：一是壁板颤振工程估算方法，其能够快速预测稳定性，可用于结构设计的快速迭代；二是基于活塞理论的分析方法，其考虑了结构非线性的影响且能给出颤振响应，可用于颤振初步分析、结构疲劳寿命评估和结构优化等；三是基于计算流体力学（CFD）的分析方法，...

均质斜面上滑动液滴SPH模拟和理论分析————作者：卢晨嘉;梁宏;王魁良;边鑫;

摘要：本文使用光滑粒子流体动力学(SPH)模拟和理论推导相结合的方法研究液滴在均质斜面上的滑动行为。首先，利用三维液滴在均质平板上滑动的实验数据对SPH模拟的准确性进行了验证。然后，通过液滴滑动摩擦方程建立了均质斜面上液滴速度关于时间的解析式，并利用SPH模拟验证了其对于不同的固液气参数组合均成立。在此基础上，通过Voinov-Cox模型和Furmidge-Kawasaki方程建立了液滴滑动摩擦系数关于...

求解高Re数N-S方程CCWENO型高阶熵稳定格式————作者：崔晓楚;郑素佩;程晓晗;徐豆豆;

摘要：针对高雷诺(Re)数可压缩Navier-Stokes(N-S)方程数值求解时易产生振荡问题，本文构造了高阶紧致中心加权基本无振荡(Compact Central Weighted Essentially Non-Oscillatory， CCWENO)型熵稳定格式。该格式空间方向上将高阶熵守恒通量与耗散项中熵变量的CCWENO型重构结合，构造出高阶熵稳定通量；对热流项和黏性项采用中心格式离散以达到...

一类改进的高阶WENO-Z型格式求解双曲守恒律方程————作者：姚蓓蕾;张学莹;

摘要：本文发展了一类新型的高精度WENO-Z型（加权基本无振荡）格式，取局部光滑因子的q次方根，设计了两种高阶全局光滑因子，证明了其收敛阶数，并且引入了自适应函数，优化了权重的计算，称为WENO-ZH格式。理论分析表明，改进后的格式在包含一阶临界点的光滑域能达到最优收敛阶，在二阶临界点处也能获得四阶精度。数值实验显示，WENO-ZH格式具有优越的激波捕捉能力，数值鲁棒性和较少的数值耗散

基于岩石物理领域知识约束长短期记忆神经网络的储层参数预测————作者：薛亮;范基梁;聂捷;杨志成;刘月田;陈海洋;

摘要：储层参数准确预测是储层精细评价、地质建模及油气勘探开发的重要基础，对油气田开发有着极其重要的指导作用。针对储层参数的智能预测问题，建立了以岩石物理领域知识作为约束条件的长短期记忆神经网络模型，通过损失函数优化和模型更新，以岩石物理知识为约束引导长短期记忆神经网络的训练，实现了数据与岩石物理知识联合驱动的智能储层参数预测。结果表明，基于岩石物理领域知识约束的长短期记忆神经网络储层参数预测模型，能够提...

水平环形拓扑空间内热对流的流型转变及混沌————作者：程瑞昌;赵明;冯炎萍;

摘要：基于格子Boltzmann方法（LBM），研究了拓扑结构不变但具有不同欧氏几何特征的水平环形空间内自然对流的非线性特性。首先，通过计算最大李雅普诺夫指数图谱，数学判定系统在高瑞利数条件下逐渐发展为混沌状态。随后结合腔体内流体的流动状态以及无量纲温度的变化情况，进一步分析了不同模型随着瑞利数增大时的相空间轨迹，从而较为详细地刻画出系统向混沌转变的历程和机制。结果表明，随着瑞利数Ra的增大，环形空间不...

惯性约束聚变中的机器学习方法————作者：王昊;申昊;姜博;

摘要：近年来，机器学习（ML）方法已成为惯性约束聚变（ICF）研究的重要手段，但其算法在该领域的科学化、系统性综述仍显不足。本文列举了近年来惯性约束聚变研究中所涉及到的机器学习算法，介绍了常用算法的原理、特点和应用场景，给出了若干典型应用案例，分析了此领域的发展趋势

基于时空广义有限差分法的制动器传热分析————作者：郝泽亮;王发杰;

摘要：本文基于时空联合技术，发展了一种时空广义有限差分法（ST-GFDM），用于制动器传热分析。所提出的方法直接对瞬态热传导问题进行离散，避免了耗时耗力的时间差分过程和复杂结构的网格划分工作。通过典型数值算例验证了方法的精度和有效性，针对二维制动器简化模型和三维制动器模型进行了瞬态传热模拟，并与COMSOL Multiphysics软件的结果进行了比较。数值实验表明，该算法具有二阶收敛性，且能够在较少节...

基于六方氮化硼与石墨烯异质结的锂电池负极材料的第一性原理研究————作者：田壮壮;赵燕燕;涂于飞;魏巍;

摘要：基于第一性原理方法，研究了六方氮化硼与石墨烯异质结（hBN/Graphene）作为锂离子电池的负极材料时的性能。根据结合能最大原则确定了最稳定的异质结堆垛结构。计算了锂原子分别吸附在石墨烯外表面、六方氮化硼外表面以及六方氮化硼和石墨烯的层间耦合界面的高对称吸附位点的吸附能。态密度计算表明无论是纯净的异质结还是三种吸附了锂原子的异质结在费米能级处的态密度都不为零，说明这些结构有良好的导电性。计算了锂...

变阶数时间分数阶Navier-Stokes方程的格子Boltzmann方法————作者：任俊杰;杨小莉;宋杰;

摘要：发展了一种求解变阶数时间分数阶Navier-Stokes方程的格子Boltzmann（LB）方法。首先，通过对变阶数分数阶导数的历史部分和当前部分分别进行离散，使得变阶数时间分数阶Navier-Stokes方程转化为整数阶偏微分方程。为了提高计算效率，对分数阶导数项的历史部分除了采用L1直接离散方法进行离散，还采用快速估计方法进行计算；随后，构建了基于2维9速度（D2Q9）格子模型的LB模型，并开...

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