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本文基于消息传递的并行计算环境研究强场物理超快动力学问题,展开强场物理超快动力学研究,可以使人们更加深入的理解微观世界的超快动力学运动过程,从而拓宽对其的观测手段和控制手段,具有重要的科学意义和潜在的应用价值。运用普适量子轨迹蒙特卡洛方法的随机抽样技术,以大量随机抽样初始条件的电子模拟量子力学电子波包在激光场下扩散过程,模拟结果的精确性必须建立在大量的随机抽样计算,进行一次千万亿次的随机抽样计算需要花费较长时间,利用有限时域差分法研究激光脉冲在介质中的传播过程,当计算维度从一维扩展到二维或三维空间时,计算量将成几何级数的增长,同时计算时间也会大大增加。为了缩短计算时间,将大规模计算问题设计成在高性能网络机群系统上运行的并行算法程序,是解决千万亿次计算问题高效解决途径。基于消息传递并行程序设计方法,用高效的并行计算研究超快动力学,取得了一些研究成果。这些成果主要包括: 1.比较研究强场下原子分子动力学的各种理论,详细阐述了普适量子轨迹蒙特卡洛方法,结合消息传递并行程序设计,将该计算方法设计为可在并行计算机上运行的并行计算程序,将千万亿次的计算时间由几周的计算时长缩短到几小时,提高了科研效率。 2.运用普适量子轨迹蒙特卡洛方法,我们阐明了长期的误解并且解释了在实验上观察到的弯曲型干涉条纹在物理机制上是本质区别于之前观测到的强场光电子全息干涉条纹。并且用理论计算很好的模拟出了实验结果,解释了这种弯曲型的干涉条纹是在激光脉冲峰值处电离并且在激光场偏振方向上有很小初始动能,返回母核时受库仑力作用发生横向背向散射,该型干涉条纹在高动量范围明显区别于强场光电子全息干涉条纹。 3.通过有限时域差分法求解麦克斯韦与布洛赫方程组,针对计算维度的扩展计算时间会大大增加,通过消息传递并行编程模式结合串行算法结构实现并行算法设计,并用二维并行程序数值计算探究激光脉冲与固有偶极矩不为零的极性分子相互作用,对脉冲传播过程中的不对称孤子进行分析。