1 天津理工大学 理学院, 天津 300384
2 中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津 300384
晶体拉曼放大器是获得高光束质量、高光谱纯度、高功率拉曼激光的重要途径。通过引入四个归一化综合参量, 推导出了外腔拉曼放大器的归一化输运方程组。通过数值求解该输运方程组得到了描述拉曼放大器运转的一组普适理论曲线; 分析了复合归一化变量对拉曼放大器性能的影响; 研究了晶体拉曼放大器放大率、放大后拉曼脉冲形状、光-光转换效率等参量在泵浦脉冲功率密度、泵浦脉冲与被放大脉冲相对宽度、泵浦脉冲与被放大脉冲时间重叠性等条件的变化规律。用实验数据对归一化理论进行了验证, 结果表明, 理论结果与实验数据相吻合, 证明了文中理论计算的正确性和可行性。
拉曼放大 晶体拉曼放大器 输运方程 归一化理论 Raman amplification crystalline Raman amplifier transport equation normalized theory 红外与激光工程
2018, 47(11): 1105007
杭州电子科技大学 信息工程学院, 杭州 310018
引入核函数法对随机扩散方程（SDE）样本的密度分布进行统计, 希望用核函数来减少统计涨落。由于SDE样本的密度随时间发展, 越来越稀疏, 所以核函数也应该越来越大, 也就是说核函数应该随时间在变化。通过一个瞬时释放的二维扩散问题（具有解析解）, 从定性和定量两个角度比较了变带宽核函数法和传统统计方法在密度分布统计中的性能差别, 论述了变带宽核函数法的优缺点, 变带宽核函数法在牺牲部分峰值的前提下可以很好地解决SDE样本密度分布统计涨落问题, 在工程应用中值得推广。
随机扩散方程 扩散输运方程 拉格朗日模型 核函数法 stochastic diffusion equation advection-diffusion transport equation Lagrangian model kernel function method 强激光与粒子束
2017, 29(12): 126009
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
针对球几何中子输运方程线性间断有限元方法计算的负中子通量问题，构造了保正线性间断有限元格式，该格式保持中子角通量0阶矩和1阶矩。现有方法计算中子角通量非负时，采用传统的线性间断有限元方法，求解线性方程组; 原方法计算出现负通量，则采用构造的保正格式，求解非线性方程组。编制了球几何中子输运问题保正格式程序模块，并集成到应用程序。数值算例表明构造的保正格式计算的中子通量非负，有效降低数值误差，提高数值计算的精度。
球几何 输运方程 保正格式 间断有限元方法 spherical geometry transport equations positivity preserving scheme linear discontinuous finite element 强激光与粒子束
2017, 29(7): 076001
1 核反应堆系统设计技术重点实验室, 成都 610041
2 中国核动力研究设计院, 成都 610041
针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件, 中国核动力研究设计院开发了先进中子学栅格中子学程序KYLIN-2, 该程序采用子群方法进行共振处理, 采用特征线方法(MOC) 进行复杂几何中子输运计算, 并利用采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD) 来加速中子输运求解流程, 采用基于改进预估校正临界-燃耗迭代方法(PPC) 的切比雪夫方法求解复杂燃耗链, 同时, 为了方便用户使用, 开发形成了支持复杂组件图形化建模工具和后处理显示工具。通过初步的数值检验, 针对典型压水堆燃料组件, KYLIN-2具有较高的计算精度, 满足工程使用需求。
中子输运方程 特征线方法 子群方法 广义粗网格有限差分加速方法 切比雪夫燃耗方法 neutron transport equation method of characteristics subgroup method generalized coarse mesh finite difference CRAM method 强激光与粒子束
2017, 29(1): 016016
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用空间分划的平衡辐射输运方程, 结合Multi1D辐射流体程序计算了辐射驱动内爆芯部的X光发射空间分布, 计算结果表明：高能X光的发射区域随X光子能量的增大而减小, 低能X光的发射区域随X光子能量的减小而减小。考虑芯部中间区域和芯部边缘区域物质的不透明度, 利用遗传算法计算了芯部的温度空间分布, 并与模拟结果作了比较, 二者的不确定度小于4%。
内爆芯部 空间分划辐射输运方程 遗传算法 不透明度 implosion core zone spatial radiation transport equation genetic algorithm opacity
中南大学物理科学与技术学院, 湖南 长沙 410083
为研究光子在高散射媒质中的传输特性，将高散射媒质等效为离散的球形散射体集合。在蒙特-卡罗方法的基础上，提出一种新的椭圆算法来确定高散射媒质中散射点的分布。根据米氏散射理论和光子辐射输运方程，结合模拟解析得到的散射点的分布，不同粒径、不同光程下光子散射阶数的分布以及不同散射阶数的散射光强分布，从而实现光子在高散射媒质中动态特性的数值解析。数值解析结果表明光子在高散射媒质中的传输过程本质上是光子的复散射过程，这种数值解析方法能有效解析高散射媒质中光子从单散射到复散射全光程的动态传输特性。
散射 蒙特-卡罗方法 米氏理论 辐射输运方程 散射点分布 散射光谱
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044
基于描述脉冲放大过程的时间相关非线性辐射迁移方程,对不同形状脉冲经掺镱光纤放大器传输后的功率特性进行了分析，该方程同时考虑了光与介质的相互作用.数值结果表明，在相同的脉冲能量下，不同形状脉冲经放大器放大后的功率增益随入射脉冲形状不同而不同，并且功率增益的差异在脉冲前沿比较大.这使得放大器输出脉冲峰值向前沿的偏移量以及峰值功率的放大倍数都与脉冲形状有关.尤其是当入射脉冲的能量较大时，不同形状脉冲的峰值功率的放大倍数明显不同，以超高斯脉冲为最大，高斯脉冲、双曲正割脉冲次之，洛伦兹脉冲最小.
物理光学 光子输运方程 光纤放大器 功率增益 Physical optics Photon transport equation Fiber amplifier Power gain
在恶劣天气条件下获得的户外场景图像往往存在较差的对比度和颜色,严重影响了对图像的分析和理解.文中简要分析了此类图像退化的原因,并引入了大气辐射传输方程来研究散射现象.利用Narasimhan和Nayar提出的数值解来进行图像复原的实现,并基于此数值解,提出了针对恶劣天气的改进计算.实验表明,改进后的数值解对退化图像能得到很好的恢复效果,减少了计算量.
图像复原 大气散射 输运方程 相函数 image restoration atmospheric scattering RTE phase function
