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爆轰流体力学模型确认面临挑战与不确定度量化数学方法

发布时间:2020-08-19 阅读量:

      报告时间地点:

      2020/8/20 10:00-11:00,腾讯会议,ID:550756555

      报告摘要:

      固体炸药爆轰过程的数学物理模型是高温、高压、高应变率等极端条件下的非线性偏微分方程,其中唯象模型含有众多不确定性因素,因此其不确定性参数空间维数非常高,往往超过几十个甚至几百个不确定性因素。对于需要成百上千个变量的复杂问题,由于参数空间的规模很大,为此带来多参数的“维数灾难”的问题。这就是炸药爆轰流体力学过程建模及模拟中不确定性的特点之一。固体炸药爆轰是一个包含微观、细观、宏观过程的多层次多尺度的流体动力学与化学反应动力学紧密耦合的复杂动力学问题,目前研究还不可能提供不同层次规律的实验或理论结果。只能针对关心的问题,忽略次要因素,做适当的简化处理,导致多种形式的唯象模型。其特点是同物理过程可能有难以确定的多种数学表达形式的唯象模型,因此唯象模型与非线性流体力学偏微分方程耦合的求解,会带来不确定性沿非线性传播的问题,这是炸药爆轰流体力学过程中不确定性的另一个特点。在实际数值预测过程中,要基于标准实验数据确定与标定不确定性参数,寻找参数的最佳值或可信范围,才能用于预测。此做法由于搜索空间大,甚至没有结构信息,要取得期望的求解效率和解的稳定性,解决计算耗时或者超大规模的计算量问题是爆轰模型不确定性参数确定与标定的又一个挑战。该报告在阐述爆轰流体力学模型与面临不确定性量化挑战的基础上,给出了现有不确定性量化数学方法的优缺点。针对目前严重阻碍数值模拟技术在实际中的应用和“自造血能力”的参数确定与标定的挑战问题,提出了基于代理模型的贝叶斯参数标定方法。

      报告人简介:

      王瑞利,北京应用物理与计算数学研究所研究员,曾任所科技委委员、所软件测试专家组组长,中国核科学技术名词编写委员会委员,第七届计算力学专业委员会计算力学软件专业组成员。在科研一线长期从事于爆轰弹塑性流体力学、辐射流体力学、中子行为等极端条件下的建模与模拟、大型软件开发、验证与确认、不确定度量化方法、参数标定与模型优化等研究,在国内外重要学术刊物发表学术论文80多篇,软件著作权2项。作为项目主持人或主要参加者,完成与承担了国防预研项目、国家973、国家自然科学基金重大研究计划集成等项目。自主开发了爆轰弹塑性流体力学、核反应辐射流体力学的大型工程应用软件。曾获全军武器装备科学技术进步一等奖1项,国防科工委科技进步一等奖1项,二等奖3项。1996年获国防科工委“在圆满完成加速任务中做出突出贡献”的先进个人及中国工程物理研究院“在圆满完成加速任务中做出突出贡献”的三等奖。