基于自适应算法的电力系统可靠性评估

针对电力系统可靠性评估中Monte Carlo方法存在的计算效率低下的问题,提出应用自适应算法对系统状态进行概率分析。该算法采用变分运算分析和区间拟合的方法,实现在最优密度函数下抽样,降低计算方差。应用该方法对IEEE-RTS标准系统的发电部分进行了可靠性评估,并与采用常规抽样方法和重要抽样方法的评估结果做了比较,表明该算法在保证计算精度的前提下分别减少了87%和68%的抽样次数,对大型电力系统可靠性评估具有实用价值。     

求解一类随机规划的Monte Carlo模拟方法

通过对目标函数和约束函数同时抽样,提出了基于Monte Carlo模拟的遗传算法,通过逐步增加样本容量和遗传进化代数以得到满足精度要求的近似最优解,并且通过统计方法讨论样本容量的迭代终止条件,以减少Monte Carlo随机模拟的盲目性;同时给出了最优解的表达形式以及算法的迭代终止条件;数值实验证明了方法的有效性。     

闪光照相中的权重抽样法

为了更好地解决闪光照相深穿透中粒子碰撞位置而带来的大记录问题,提出了权重抽样法。该方法根据X光衰减特性,结合粒子输运的权重因子方法和Monte Carlo随机抽样方法,有效地降低了深穿透问题中深穿透区粒子碰撞几率的涨落。将此方法应用到MCNP(Monte Carlo N-particle)中,减小了与解析计算结果的误差,提高了累积因子的计算精度。     

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     

一个计算积分的替代抽样方法

为提高高维积分的计算速度, 提出一种替换Monte Carlo积分方法. 将积分区域以网格的形式离散化, 再在网格上以相应的密度函数之值为权函数采用离散的Gibbs抽样算法抽样, 对抽样得到的样本作均匀扰动后就可获得所需的新抽样序列,从而得到积分的近似估计值. 模拟表明新算法计算速度较快.     

热丝助进氢等离子体中电子及活性粒子输运过程的蒙特卡罗模拟

目的 研究热阴极直流放电氢等离子体中电子及活性粒子输运过程.方法 Monte Carlo模拟方法.结果 建立了电子及活性粒子在氢等离子体辉光放电中的输运模型,得到了荷能粒子在放电空间的能量分布,空间分布以及发生各种化学反应的频率分布.结论 模拟结果与有关文献报道的实验结果对比,取得了较好的一致性,可利用于更多有氢等离子体参与的实验研究.     

非球形气溶胶对光波传输特性的影响

为分析非球形气溶胶对光波传输特性的影响,依据非球形气溶胶相函数的变化特征,提出了相函数分段加权采样方案,改进了Monte Carlo模型中散射角抽样方法,并验证了其有效性。采用T矩阵法模拟了非球形气溶胶散射特性,讨论了0.55μm光波透过率、反射率随气溶胶形状、传播距离的变化规律,将结果与H-G相函数抽样方案的模拟结果进行了比较。结果表明,相函数分段加权采样方案可显著减小散射角抽样误差与相函数抽样偏差;粒子形状对透过率与反射率影响显著,且传播距离越长,影响越大,形状对反射率影响强于透射率;与H-G相函数抽样方案模拟结果相比,本模型模拟的光波透过率偏大,反射率偏小。     

光子在生物组织中输运过程的模拟研究

随着激光在医学上应用的日益发展,特别是光动力疗法诊治恶性肿瘤的深入研究促使人们对生物组织中光能的分布和光的传输问题越来越感兴趣。Monte Carlo方法作为一种统计随机抽样的模拟方法,在这一领域得到了非常广泛的应用。本文概括介绍了组织光学中研究激光在生物组织中输运过程的方法和重要意义。重点描述了Monte Carlo方法的基本原理和利用Monte Carlo模拟激光在生物组织中输运的具体步骤。评述了Monte Carlo方法在组织光学中的研究进展,对其发展趋势作了展望。     

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。     

一种适用于强散射生物介质脉冲响应函数的改进算法

该文在分析生物组织光学特性的基础上，针对强散射、弱吸收介质，提出了一种利用Monte Carlo模拟方法获得二维分布，脉冲响应函数的改进算法，利用该方法进行数值计算，得出了较为理想的结果，与直接Monte Carlo模拟相比计算效率显著提高。     

广义自回归条件异方差模型加速模拟定价理论

研究了广义自回归条件异方差(GARCH)模型下方差衍生产品的加速模拟定价理论.基于Black-Scholes模型下的产品价格解析解以及对两类标的过程的矩分析,提出了一种GARCH模型下高效控制变量加速技术,并给出最优控制变量的选取方法.数值计算结果表明,提出的控制变量加速模拟方法可以有效地减小Monte Carlo模拟误差,提高计算效率.该算法可以方便地解决GARCH随机波动率模型下其他复杂产品的计算问题,如亚式期权、篮子期权、上封顶方差互换、Corridor方差互换以及Gamma方差互换等计算问题.     

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。     

Heston随机波动率模型的Multilevel Monte Carlo方法

在市场并非完全有效的前提下,波动率为常数的Black-Scholes模型已不能准确刻画现实世界中的金融市场,提出了用波动率不为常数的Heston随机波动率模型来刻画资产收益的运动过程,进而研究一种路径依赖形衍生产品,亚氏期权和回望期权;在模型下,通过Milstein离散和Multilevel Monte Carlo法对奇异期权中这两种期权的期权价格进行模拟,最后与普通Monte Carlo法模拟的结果进行比较,数值实验从方差、期望、样本数及计算成本方面验证了Multilevel Monte Carlo方法的高效性。     

一种回归模型异方差性的检验方法*

针对现有回归模型异方差性检验的局限性,借鉴尺度参数检验与重抽样方法的思想,通过对残差序列进行随机抽样,提出了一种可行的非参数检验方法;该方法具有更强的适用性,Monte Carlo模拟结果表明,其检验效果良好,尤其针对样本量较小的情形。     

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。     

Geant4模拟半导体器件的单粒子效应

利用Monte Carlo软件Geant4模拟了质子和中子在半导体静态随机存储器模型中的输运过程。根据入射粒子的能量选择不同的物理模型,并采用强迫碰撞方法,模拟了高能质子和中子与硅原子的相互作用及其次级反应过程,给出了0.1~2 GeV超高能质子、中子和14 MeV中子辐照器件时存储单元灵敏区内的能量沉积,并根据具体器件的临界能量,得到了器件在不同能量的高能质子和中子辐照下引起的单粒子翻转截面和多位翻转截面,计算结果与文献资料结果符合较好。     

托卡马克中粒子输运临界模型的研究

应用粒子输运模型来研究粒子在离轴加热时粒子分布关系,得到了粒子输运的密度分布函数与中心位置以及传输参数的情况,计算表明,在临界状态时,其粒子密度的剖面分布远离单一粒子分布状态的中心位置,剖面峰值相应地在减小,当传输参数增大时,中心粒子密度分布剖面在相应地增大.     

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。     

Monte Carlo方法在气体动理论中的应用

Monte Carlo方法的随机抽样理论，对物理现象的研究，提供了其它方法不可替代的计算手段，利用它可以方便地进行数值积分计算和计算机模拟。文本介绍了Monte Carlo方法的基本原理和计算步骤，并通过两个具体实例阐明Monte Carlo方法在分子动理论中的应用。     

Monte Carlo方法在气体动理论中的应用

Monte Carco方法的随机抽样理论,对物理现象的研究,提供了其它方法不可替代的计算手段,利用它可以方便地进行数值积分计算和计算机模拟。文章介绍了Monte Carlo方法的基本原理和计算步骤,并通过两个具体实例阐明Monte Carlo方法在分子动理论中的应用。