基于元胞自动机的30CrMo钢动态再结晶组织演变规律研究

根据30CrMo钢的热模拟实验数据,建立了基于动态再结晶物理机制的位错密度、形核率及晶粒长大模型,并采用元胞自动机(CA)方法模拟了30CrMo钢在不同温度及应变速率下的微观组织演变规律。结果显示,通过CA方法模拟得到30CrMo钢的流变应力曲线及平均晶粒尺寸均与实验值吻合较好,所建模型的有效性和准确性得到验证。当应变速率一定时,变形温度越高越利于动态再结晶的充分进行,稳态下晶粒尺寸相对较大;而当变形温度一定时,高应变速率条件下材料的形核率较大,再结晶晶粒较细小。     

基于DEFORM-3D的7050铝合金动态再结晶元胞自动机模拟

通过热模拟实验与金相实验建立7050铝合金流变应力模型与动态再结晶的元胞自动机模型(CA模型),该模型综合考虑动态回复、位错密度以及形核率等因素对动态再结晶的影响。应用DEFORM-3D有限元软件模拟7050铝合金自由锻过程与微观组织演变,研究工艺参数与锻件变形程度对微观组织的影响。研究结果表明:变形充分的中心区域先发生动态再结晶,拔长工艺对动态再结晶影响明显,经过拔长可得到均匀细化的组织;经过自由锻工艺后动态再结晶体积分数为40%左右,平均晶粒尺寸为20μm左右。模拟结果与工业实验结果吻合。     

Cr12MoV钢动态再结晶过程的元胞自动机模拟

利用Gleeble-3500多功能热力模拟试验机,研究Cr12MoV钢在应变温度为1 050~1 150℃及应变速率为0.01~10 s-1变形条件下的动态再结晶行为,利用回归分析结果,建立元胞自动机模型模拟Cr12MoV钢的动态再结晶过程。研究结果表明:Cr12MoV钢的再结晶激活能Qact为458.069 k J/mol;模拟得到的再结晶晶粒粒径平均值与实验得到的结果相对误差在10.2%内;模拟预测的应力应变曲线能够较好地反映再结晶过程应力应变曲线特点,与实验值相符合,峰值应力最大相对误差在3.9%内;在一定应变范围内,再结晶晶粒粒径和再结晶分数随着应变的增加而增加;应变速率越大,再结晶过程越不充分,随着应变增加,获得的再结晶晶粒更小。     

考虑粒子阻碍效应的再结晶元胞自动机模型

为了更合理地仿真第二相粒子材料的再结晶过程,在单相材料再结晶元胞自动机模型中引入Zener亚晶长大阻力和小粒子钉扎晶界的元胞取向转换规则,创建了细小的第二相粒子材料的再结晶元胞自动机模型,实现了铁素体钢板的再结晶退火过程仿真.结果表明:所建模型全面考虑了变温-回复、晶粒变形储能不均、亚晶异常长大形核机制和小粒子阻碍效应的综合影响,模拟的组织演变及其动力学分析揭示了与理论和实际相符的规律:小粒子尺寸越小、数量越多,再结晶抑制效应越强,再结晶的孕育期及过程越长.     

基于元胞自动机法的凝固微观组织模拟

本文介绍了元胞自动机（Cellular Automation,简称CA）法模拟枝晶形核和生长的原理和模型,并将部分模拟结果与前期的试验结果进行了相应的对比。对比表明,CA方法能够较好的模拟枝晶形核和长大的过程,是一种简便、有效的模拟方法。     

基于改进型元胞自动机的煤层自燃动态模拟

为表现煤层自燃燃烧变化的动态过程,引入元胞自动机(Cellular Automata)理论用于模拟煤火的燃烧蔓延规律。根据煤火燃烧的特点,将元胞四元组的状态进行扩展,将状态S扩展为一个函数f(s),解决了传统CA理论无法准确细致地描述空间热场的分布的限制,同时研究了燃烧学,传热学等理论,将f(s)与煤岩赋存状况等条件结合,给出尽可能符合实际的模拟函数,最终在试验区得到满意的模拟效果。     

元胞自动机研究进展

元胞自动机是一个具有简单运算规则的动态模型,但却能展现出复杂的行为．元胞自动机引起了许多研究者的关注,相关研究工作已经广泛展开．论文综述了元胞自动机的研究进展及在不同领域的一些应用．     

基于FPGA的元胞自动机模型

传统元胞自动机数学模型在计算机软件中的实现,受当前处理器顺序执行指令的特性和元胞自动机特殊的数据结构所限,无法同时实现高速度和高精度,因此将其移植到FPGA上实现.硬件实现的模型具有并行计算的特性,能够显著提高计算速度,芯片规模的快速扩大又为高精度的实现提供了可能.设计元胞自动机硬件模型,将其作为IP核嵌入SOPC系统中,在上位机控制下进行模型演化,并设计了软件模型进行参照.经测试,硬件模型能正确实现元胞机算法,在一个时钟周期内完成一代元胞演化,相比于软件模型显著提高了执行效率.     

基于元胞自动机的医学图像识别

使用元胞自动机的方法,对医学中器官的二值图像进行识别,实验证明这种方法能够判别被检查器官与样本库中样本的一致性,并且可以判断它们的相似度.     

土地利用演变元胞自动机仿真系统设计与实现

元胞自动机模型是土地利用演变模拟与预测的重要工具.文章基于组件式GIS平台SuperMap Objects,利用微软C#语言构建了一套土地利用演变元胞自动机模型仿真系统:LUCC-CA,用于城市土地利用演变的模拟与预测分析.该软件主要包括简单的数据预处理、模型数据输入、各种模型参数设定、模型运行控制、结果精度评价以及模型仿真结果输出等几部分功能.以广东省广州市花都区为例,利用LUCC-CA系统对花都区1995～2005年土地利用演变模拟进行了实证研究.通过精度分析得出2005年模拟结果与该年实际土地利用现状的平均符合度为75.23%.结果表明该模型系统能够较好地反应区域土地利用演变动态,可为相关研究提供参考.     

一种基于元胞自动机的谣言动态传播模型

谣言的社会传播是一个典型的复杂系统,适合用元胞自动机模型进行描述.利用元胞自动机模型,制定动态的元胞状态演变规则,更加真实地模拟谣言社会传播的过程.首先将元胞划分为谣言传播者、不知情者、将信将疑者和免疫者4类对象,并对4类对象赋予不同的权值;其次,元胞状态的转变依赖于其周围8个邻元状态的权值和.仿真实验表明,谣言不会无休止地传播,传播者最终会因被免疫者包围而使谣言无法继续传播;当传播者的状态因辟谣等方法而转变时,谣言的传播会在短期内迅速停止.     

基于元胞自动机的以火灭火动态建模方法

以火灭火是控制森林火灾蔓延的重要手段之一。然而,现有以火灭火大多依赖专家经验,鲜有定量化分析的相关研究。该文构建了一种用于以火灭火建模分析的定量化火灾蔓延预测模型。该模型采取元胞自动机算法将林火动态蔓延过程定义为网格动力学问题,实现对复杂环境中森林火灾时空动态演化的定量化建模。该模型提出了一种用于以火灭火的网格状态触发机制,将反向点火行为定义为含特定时间触发约束的因素,进而实现对不同时空条件下人为点火因素的定量化模拟分析。为了验证模型的有效性,以2022年8月重庆市北碚区森林火灾为研究案例,分析了不同条件下实施以火灭火策略的效果。实验结果表明：所提出的定量化分析模型能够为森林灭火队伍制订以火灭火策略提供科学辅助,有助于提升森林火灾应急管理的现代化水平。     

元胞自动机与神经网络相结合的土地演变模拟

提出了将数据挖掘技术应用于元胞自动机（CA）进行地理模拟的新方法.基于CA原理,利用学习矢量量化神经网络,从不同时相遥感数据中挖掘土地利用演变的内在规律,自动找到土地利用元胞的转换规则,并以该规则反演和预测土地利用格局.在上海市区典型边缘带的应用显示,挖掘出的元胞转换规则,与同期上海城市发展状况相吻合.表明该模型可以满足土地利用演变模拟预测的要求,大大缩短了建立CA转换规则所需时间.     

元胞自动机的复杂度

研究元胞自动机（ＣＡ）演化过程的暂态和周期，主要讨论复杂度，方法可由基于原子组成的模式离散分布函数决定．提出了“三色”暂态，三角结构，可控参数ＣＡ等一些特别的问题。     

自组织过程的随机元胞自动机模拟

将随机机制引入元胞自动机，建立了若干自组织过程的随机元胞自动机模型；编制了Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的通用元胞自动机程序，成功地模拟了粒子扩散、沙堆崩塌、分形凝聚、晶体生长等动态过程。     

自组织过程的随机元胞自动机模拟

针对快速成形技术，提出了一种对实体数据模型进行自动诊断与修复的方法，并采用面向对象的软件编程技术在微机上予以实现．     

基于元胞自动机的学习者行为模拟

本文提出一种基于元胞自动机模拟学习者行为取向的模型,并进行了单一的和2个影响因素对不同类型学习者的模拟。演化结果显示,该模型能够有效地模拟学习者的行为取向,影响因素对不同学习者人群的影响规律与实践中观察到的现象相符合,在复杂系统科学领域具有良好的应用前景。     

基于元胞自动机的航道交通流仿真

文章基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据,将汇入主航道的分支交通流对航道整体交通状况的影响进行研究,该种情况类似于城市交通中匝道入口的汇入情形。鉴于航道内的该种情况,以元胞自动机进行建模仿真;并通过分析可追越条件下两船之间的速度关系,发现其中规律与三相交通流理论中的速度适应机制相契合,于是将基本图理论与三相交通流理论中的合理部分相结合,构建一个既符合实际又便于模拟的单向双通道航道内的交通流模型,并通过图像和时间序列相关分析对该模型进行说明和验证。此外还利用该模型对带有汇入主航道内的交通流出现的一些交通现象进行仿真和说明。     

基于元胞自动机的城市扩展研究

在传统的元胞自动机模型的基础上,结合GIS技术、城市扩展原理建立了研究区的GIS-CA城市扩展模型,模型综合运用灰色局势决策、层次分析法与CA模型确定元胞转变规则。在VS2010平台上,使用VB.NET语言,基于ArcGIS Engine组件开发了研究区城市扩展模拟系统,可模拟与预测研究区的城市扩展情况。使用研究区长春市的实际数据进行了验证,采用1993年、2005年遥感影像作为基础数据,应用GIS-CA城市扩展模型预测了研究区2005年城市用地情况,并进行了对比分析。实验结果显示,采用元胞自动机原理结合GIS技术研究城市扩展情况具有合理性、可行性。     

基于元胞自动机的井巷火灾仿真

提出了一种基于元胞自动机的井巷火灾可视化仿真方法.在矿井巷道可视化的基础上,通过对火灾元胞进行表征,综合考虑可燃物类型与投放密度、井巷通风、井巷坡度等因素对井巷火源引燃效果的影响及双扩散作用、井巷通风、浮力作用和节流作用等因素对火灾烟气蔓延效果的影响,采用概率函数进行元胞自动机建模,构建了表达元胞温度的井巷火源燃烧模型和表达元胞浓度的井巷火灾烟气蔓延模型.基于火源元胞燃烧演化规则和烟气元胞蔓延演化规则,通过可视化手段展示了井巷火灾火源燃烧和有害气体浓度的时空发展变化.同时以矿山实际数据进行检验,说明了基于元胞自动机的井巷火灾仿真的可行性与有效性.