作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
2 中国工程物理研究院 研究生部,北京 100088
当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进行离散;第二,离散粒子的相空间分布函数是否适合作为验证研究的观测量;第三,粒子-网格耦合过程中的电场插值和电荷分配会影响PIC仿真的全局收敛精度。另外,当PIC方法与蒙特卡罗(MC)方法耦合时,离散误差和随机误差通常叠加在一起,理查德森外推需要结合系综平均进行。提出了一种分层级验证的方法。首先对单粒子轨道、电磁场求解、二体粒子碰撞进行收敛精度阶测试;然后采用空间电荷限制流、气体的傅里叶流动等具有精确解的经典物理模型分别对集成PIC、MC模块进行离散误差评估;最后采用放电物理过程对程序功能进行基准校验。
PIC方法 验证技术 精度阶测试 放电模拟 PIC method verification techniques order of accuracy test discharge simulation 
强激光与粒子束
2024, 36(3): 033002
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
2 中国工程物理研究院研究生院,北京 100088
在等离子体粒子模拟中,TA模型和NanBu模型被广泛用于处理库仑碰撞,这两种模型要求每个时间步长内全部粒子参与计算。为了降低参与碰撞的粒子数,提高库仑碰撞的计算效率,提出了一种基于截面的库仑碰撞模拟方法,并给出了库仑碰撞概率的计算公式。采用该方法对不同温度不同密度电子气的弛豫过程进行模拟,分别对比了电子速度分布函数、电子温度以及电子xy方向上的温度与电子温度之比的模拟值与理论值,验证了该方法的准确性。在相同的小时间步长上,该方法相比TA模型计算效率提升可达40%以上。对于较大的时间步长,该方法仍能得到与理论解近似的模拟结果,相比Nanbu模型,在相同的精度下可取更大的时间步长,计算效率也有所提升。研究表明,该方法同样适用于电子-离子碰撞。因此在提高库仑碰撞计算效率上,该方法具有碰撞粒子数少以及适用于大时间步长的优势。
粒子模拟 库仑碰撞截面 蒙特卡罗方法 TA模型 Nanbu模型 等离子体 particle-in-cell simulation cross-section of Coulomb collision Monte-Carlo methods TA model Nanbu model plasma 
强激光与粒子束
2021, 33(3): 034004
作者单位
摘要
空军航空大学特种专业系, 吉林 长春 130022
根据红外航空相机的成像原理, 提出了相机评估指标。通过层次分析法(AHP)求解得到 各指标的权重向量, 并运用逼近理想解排序法(TOPSIS)对相应指标进行计算, 最后通过实例验证了该 方法的可行性。计算结果表明, 空间分辨率和温度分辨率是红外航空相机敏感度最高的两类指标, 为今后相 机的研制与改进提供了参考方向。
TOPSIS法 红外航空成像侦察 相机 评价指标 TOPSIS method aerial infrared imaging reconnaissance camera selection indexes 
红外
2011, 32(5): 27

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