Monte Carlo方法的最优源项偏倚抽样密度函数

Monte Carlo粒子输运中的源项偏倚抽样方法可以减小方差、提高计算效率。该文通过建立一个多区域分权重数学投篮模型,模拟了输运过程中的源项信息,得到了源项偏倚抽样方差最小时的最佳抽样密度函数解析式。采用随机数值方法对模型进行了计算,验证了函数的正确性,并举一例实际的粒子输运模拟问题,表明最优偏倚抽样方法对减小方差的效果显著。该方法可作为一种普适的减方差技巧应用于Monte Carlo粒子输运中,可用于构造粒子源参数(如位置、发射方向等)的最佳偏倚密度函数,尤其在分层抽样时能给出方差最小的最优各层比例系数。     

邮件辐照系统屏蔽的Monte Carlo计算

为评价电子束邮件辐照系统的屏蔽设计,采用Monte Carlo程序包EGSWIN系统以及MCNP4C,对屏蔽计算的方法进行了研究。针对深穿透问题,提出了等效算法。利用EGSWIN对电子束打铝板所产生韧致辐射的能谱、方向和强度进行计算,给出等效光子源。引入指数变换和权重窗的减方差技术,用MCNP4C对屏蔽结构进行了模拟,在较短的时间内以较高的精度得出结果。通过与经验公式计算以及实验结果的比较,验证了所采用方法的正确性。     

内照射小器官剂量计算中减方差技巧的比较和应用

在用人体模型计算内照射比吸收分数的Monte Carlo模拟中,对小尺寸、远距离器官的计算结果通常精度不够,可信度差,这就要求采用减方差技巧。该文采用一个简单模型比较了直接模拟和区域粒子分裂-轮盘赌、强迫碰撞与DXTRAN球、指向概率强迫碰撞3种减方差技巧的效果。结果表明指向概率强迫碰撞方法能更有效解决此类问题。利用中国人体数学模型,选择一组典型的源靶器官对,计算了一个实例,得到了可信度高的吸收分数值并体现了指向概率强迫碰撞方法的优越性。     

用MCNP程序计算水平辐照孔道屏蔽

研究堆中水平辐照孔道用以从堆芯附近引出高能中子流。由于水平辐照孔道的几何形状比较复杂 ,采用两维输运计算模型将会引入较大的误差 ;同时 ,在计算过程中由于粒子穿行的距离比较长 ,所需的计算时间也是很大的。讨论了如何用 Monte Carlo方法的 MCNP程序进行水平孔道的屏蔽计算 ,引入了分段 -衔接计算方法 ,着重介绍了与 MC-NP的接口和表面源的设置问题。计算结果表明 ,分段 -衔接的 MCNP方法能够大大的改善 Monte Carlo方法的抽样 ,很好地解决水平辐照孔道的屏蔽计算问题     

亚细胞尺度的Monte Carlo方法模拟

为了研究电离辐射在细胞和亚细胞尺度上的能量沉积分布,从而能评估生物辐射损伤,建立了亚细胞尺度的Monte Carlo模拟方法。运用MCNP和GEANT4两种Monte Carlo程序,建立了细胞解析几何模型和体素模型,模拟了粒子注入细胞的过程,计算了其能量沉积。计算结果表明:α粒子及其级联原子的射程在一个细胞范围之内,且α粒子的能量大部分都沉积在细胞核内。该文为进一步研究亚细胞水平辐射生物效应提供了模拟方法。     

BNCT物理剂量Monte Carlo程序系统——MCDB及算法

硼中子俘获治疗(BNCT,boron neutron capture therapy)规划软件系统MCDB(Monte Carlo dosimetry inbrain),包括医学前处理、Monte Carlo物理剂量计算和后处理。采用中心点方法确定网格的材料和密度,并自动生成Monte Carlo输入文件。MCDB借鉴并发展了一套网格几何下的快速粒子径迹算法,取得了与MCNP程序一致的剂量计算结果,计算速度较MCNP程序提高2.7~3.5倍。MCDB可进行并行计算,具有线性加速比,能够满足BNCT临床对计算时间和精度的要求。     

高能质子核反应截面的Monte Carlo计算

根据高能质子核反应的核内级联模型,采用Monte Carlo方法对高能质子入射靶核的核反应过程进行了模拟计算。碰撞进入靶核内的质子初始位置由随机抽样得到,而初始的能量和动量通过守恒定律计算得出;靶核内的核子数密度采用均匀分布近似;被碰核子的初始动量从Fermi分布中随机抽样得到,被碰核子的初始运动方向从各向同性分布中抽样;核子-核子碰撞动力学采用相对论下的两体碰撞近似。编程计算了高能质子核反应截面、次级粒子能谱等数据,并与相关结果进行了对比分析。     

关于多元靶碰撞级联粒子谱的输运方程

根据严格的输运理论,研究了由H．M．Urbassek等人提出的多元靶碰撞级联粒子谱微分方程。结果发现,在一些情况下,他们的微分方程的解为非物理的负粒子谱,从而与他们自己发表的Monte Carlo模拟结果直接矛盾。     

一种用于俄歇定量分析的Monte Carlo方法

本文给出了一种用Monte Carlo模拟进行俄歇定量分析的方法。这种方法是从模拟合金的俄歇电流相对强度比出发进行定量分析的。为能较为准确地求得俄歇电流相对强度比,本文在模拟中采用了统计权重因子进行计算。用这种计算方法进行Monte Carlo计算,收敛性及计算精度都较好,计算量也较小,便于实际应用。本文给出了用上述方法对Zr·Co和Zr·Ni两种合金进行定量分析的结果。结果是令人满意的。     

现代低温泵的抽气效率计算

本文在讨论低温泵抽气效率几种计算方法的基础上,提出了一种由Monte Carlo模拟结合Ballance方程计算低温泵抽气效率的方法,用这一方法对几种结构的致冷机低温泵进行了抽气效率计算,并与直接的Monte Carlo模拟或实验作了比较,认为Monte Carlo方法较直接Monte Carlo模拟简单,省时、省力;能清楚地反映出低温泵各元件对抽气效率影响。为低温泵的结构设计提供了一更有效的方法。     

轿车车内噪声品质偏好性评价方法的研究

针对汽车噪声品质主观评价所需周期长、可重复性差且仅能比较出具有较明显差别的噪声样本等问题,在研究声品质客观量化的基础上,提出了一种以心理声学客观参数来描述噪声主观评价结果的计算方法.以6辆同类轿车匀速行驶时的车内噪声样本为评价对象,采用成对比较法进行声品质主观评价,计算各噪声样本的主要心理声学客观参数,通过多元线性回归分析,建立了声品质偏好性主观评价客观量化的数学模型.模型结果表明,相对于噪声分析中常用的A计权声压级和线性声压级,心理声学客观参数更适合于描述车内的噪声品质,其中响度和尖锐度是匀速行驶工况下车内声品质的主要影响因素.     

基于二维 DCT 的鬼成像高效目标重构

为提高计算鬼成像过程的整体效率和成像质量,提出应用图像处理中准最优变换的离散余弦变换     

双基推进剂火箭排气羽流的微波衰减

本文从电磁波在火箭发动机排气羽流等离子体中的传输特性,分析了电磁波频率、羽流等离子体振荡频率和磁撞频率对电磁波衰减的影响。概略地论述了自由电子密度和碰撞频率的有关理论,分析了一些实验规律,指出了固体推进剂设计与降低电磁波衰减的关系,对研究微波衰减小的固体推进剂设计有一定参考意义。     

基于边界标记的目标形状描述方法及其应用

利用相对于重心的距离展开函数,研究一种基于边界标记的运动目标的形状描述方法,该方法既能解决运动目标的平移、缩放和旋转不变性,又能很好地描述形状复杂的运动目标(存在空洞、边界不规则等);在利用运动的合成和分解、运动相对性原理等物体运动学规律的基础上,还可以很好地实现运动目标的碰撞预测。仿真实验表明,该方法能够有效预测两个具有不同速度和不同方向的运动物体是否发生碰撞。     

基于子带能量分布的图像自适应压缩采样方法

针对人眼对图像低频成分敏感而对高频细节相对不敏感的特点,在分析图像子带能量分布特性的基础上,提出了一种基于子带能量分布的图像自适应加权压缩采样方法．该方法通过提取图像分块离散余弦变换各系数子带的能量,进而用于对测量过程进行加权修正,最终实现了对不同子带系数有区别的压缩投影．比较同类研究结果表明：提出的加权压缩采样方法在...     

非均匀等离子体覆盖金属目标的隐身性能分析

分析了非均匀冷等离子体覆盖金属目标的隐身性能。通过研究电磁波在多层媒质中的传播规律,建立广义反射系数公式,基于此公式,将非均匀冷等离子体均分成多层,每层可看作密度均匀分布,采用递推迭代的方法可得到从等离子体覆盖金属目标反射回来的电磁波,进而分析其回波损耗。数值结果表明,等离子体碰撞频率、厚度及密度是影响目标隐身的主要因素,增大碰撞频率、增加厚度可增大频段内的电磁波衰减,增加线性分布等离子体密度的最大值,能改善电磁波的最大衰减并提高有用衰减频段的中心频率。因此,统一优化等离子体覆盖物的相关参数,可以实现金属目标的最佳隐身效果。     

一种基于遗传算法的AUV动目标避碰规划的方法

提出了基于遗传算法实现AUV对运动目标避碰规划的方法.该方法采用实数编码,把避碰、路径最短和航迹跟踪等约束条件映射为适应度函数,引入最优保存策略,保证了遗传算法的收敛性.计算机仿真表明,该控制方法使AUV能够较好的实现对运动目标的避碰.     

基于HV分割的精确碰撞检测及其应用

为了实现虚拟加工环境中的精确碰撞检测,采用了HV分割的方法以实现三维物体的自动分割,并且在HV分割后很容易地实现包围盒重构,从而对其进行精确碰撞和干涉检测.对于任意两个在虚拟设计环境中的以任意角度旋转的三维物体,采用HV分割均能精确地检测出它们之间的碰撞.该算法在虚拟车削环境中的应用实例可以说明,该算法与传统的包围盒法相比,可更为准确地实现仿真中的碰撞检测.     

蒙特卡罗方法用于研究堆的屏蔽计算

为解决研究堆的屏蔽计算问题 ,讨论了应用 MonteCarlo方法的 MCNP程序进行反应堆的屏蔽计算 ,引入了结合抽样技术的 MCNP分步计算的方法。该方法特别适用于计算物理模型比较大 ,屏蔽层比较厚 ,粒子的穿透距离比较长的问题。在这一类的问题中 ,单步计算根本无法计算出结果 ,利用分步计算和抽样技术则能在较短的时间内以较高的精度 (统计误差小于 10 % )得出结果。结合抽样技术的MCNP分步计算方法能够很好地解决深穿透问题     

一种基于虚拟手术的三维碰撞检测算法

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于方向包围盒层次树的快速碰撞检测算法,利用简化的几何模型表示一方向包围盒层次树来实现复杂物体间的实时碰撞检测.算法在继承一般基于方向包围盒的碰撞检测算法优点的同时,突破了它们的局限性,能够在保证效率的前提下处理任意形状多面体之间的碰撞检测问题.同时采用了三角形带压缩技术和方向包围盒技术来加快碰撞检测阶段的绘制速度,从而提高碰撞检测的效率.