王虹宇

王虹宇

王虹宇,男,滿族,1975年12月出生於遼寧瀋陽,理學博士,鞍山師範學院教授。

人物歷程


1991-1995南開大學物理系。
2000-2002年北京師範大學物理系碩士研究生。
2002-2006北京師範大學材料科學系(現核科學與技術學院)博士研究生
2007-2009大連理工大學物理系博士后
2009- 鞍山師範學院物理系教授。

研究方向


主要研究方向為等離子體數值模擬技術,包括Particle-In-Cell模擬和電磁流體模擬。
在PIC模擬方面,發展了隱格式PIC模擬技術,並改進了相關的偏微分方程數值方法。在涉及到大尺寸和高密度等離子體的研究問題中,PIC方法的數值穩定性限制要求使用非常細密的時空網格,導致工程上不可接受的計算量。這種時空尺度困難是很多重要問題(包括高氣壓下的甚高頻和微波放電問題,慣性約束聚變靶研究,離子束和固體作用)無法用PIC方法進行實際研究的主要限制。近年來,隱格式模擬的發展是克服這種困難的主要希望。其基本思路是利用局部線性化和預測-校正技術,將等離子體低頻集體響應和高頻振蕩脫耦,於是可以繞過各種數值穩定性限制,對大尺寸和高密度等離子體進行完整模擬。這一方法在慣性聚變和粒子束-靶作用等高密度等離子體模擬中已經得到了重要的應用,但在多維和較大尺度的放電模擬問題中,還需要克服很多數學困難,特別是複雜電磁場方程的求解:在隱格式模擬中,產生的電磁場方程存在複雜的虛擬介電函數和磁導函數,因此不能使用標準的計算電磁學FDTD和FDM方法有效求解,也非常難以并行化。針對這個問題,本人發展了一種并行多重網格求解演演算法,將隱格式模擬方法擴展到了CCP放電模擬中,從而實現了大尺寸放電等離子體的整體模擬,並計劃將這一模擬方法發展應用於甚高頻和微波放電問題中。
此外,涉及的其他研究內容還包括超強激光和等離子體的相互作用研究,真空電子束微波源器件設計,極強電磁場下的量子場論過程等等。在激光等離子體相互作用研究中,發展了電磁流體模擬及有質動力導向中心近似法,並應用在激光的調製-整形,混頻和拉曼散射等問題的模擬中。

研究項目


強激光-等離子體相互作用下粒子加速及其PIC模擬改進(合作單位負責人),2012-2014,批准號11175023

工作情況


(1)鞍山師範學院物理系副教授,物理學系“計算物理”學科方向負責人
(2)兼任VORPAL軟體(Tech-X公司的等離子體PIC模擬軟體)中國大陸區代理商上海錦科信息科技有限公司的技術顧問,對VORPAL中國用戶提供技術支持。

獎勵情況


2006年獲得遼寧省高等學校優秀青年骨幹教師稱號,2008年獲得鞍山市青年崗位能手稱號,2009年獲得遼寧省優秀教師稱號。

發表論文


Hong-Yu Wang, Wei Jiang and You-Nian Wang, Implicit and electrostatic particle-in-cell/Monte Carlo model in two-dimensional and axisymmetric geometry: I. Analysis of numerical techniques , Plasma Sources Science and Technology, 19(2010), 045023
Wei Jiang, Hong-Yu Wang, Zhen-Hua Bi and You-Nian Wang, Implicit and electrostatic particle-in-cell/Monte Carlo model in two-dimensional and axisymmetric geometry: II. Self-bias voltage effects in capacitively coupled plasmas, Plasma Source Science and Technology, 20 (2011) 035013
Hong-Yu Wang, Wei Jiang and You-Nian Wang, Parallelization and optimization of electrostatic Particle-in-Cell/Monte-Carlo Coupled codes as applied to RF discharges, Computer Physics Communications, 180(2009), 1305-1314
Wei Jiang, Hong-Yu Wang, Shu-Xia Zhao and You-Nian Wang, Hysteresis induced by gap length effects in capacitively coupled plasmas at low pressures, JOURNAL OF PHYSICS D: APPLIED PHYSICS, 42 (2009) 102005
Bai-Song Xie, Hai-Cheng Wu, Hong-Yu Wang, Nai-Yan Wang and M. Y. Yu, Analysis of the electromagnetic fields and electron acceleration in the bubble regime of the laser-plasma interaction, Physics of Plasmas, 14(2007), 073103
Wang Hong-Yu and Huang Zu-Qia, A numerical simulation of the backward Raman amplifying in plasma, Chinese Physics, 14(2005), 2560-2564
Wang Hong-Yu and Xie Bai-Song, Numerical Simulation of Ultrafast Laser Pulse Propagation in Tenuous Plasmas: Envelope Evolving and Modulation, Commun. Theor. Phys. 46(2006), 563-567
Jing-Dong Bao and Hong-Yu Wang, Improving the variational path integral approach to the quantum double-well potential, JOURNAL OF PHYSICS A: MATHEMATICAL AND GENERAL, 35 (2002) 7009