二维可控细胞自动机伪随机序列发生方法研究

提出了一种新的细胞自动机———二维可控细胞自动机。根据二维可控细胞自动机的性质,提出了一 种具有梯型结构的二维可控细胞自动机的伪随机序列发生方法。计算机模拟表明,具有梯型结构的二维可控细 胞自动机伪随机序列发生器实现简单,产生的序列具有速度高、统计特性好等优点。新的细胞自动机在对称密 码学中有广泛地应用。     

地震勘探中二维、三维随机介质模拟及属性优化

在石油勘探难度逐渐加深的大环境下,常规均匀层状介质已经不能满足高精度、高保真度地震勘探的开发要求,随机介质理论的研究即被提上日程。目前,无论是在二维还是三维地震勘探建模过程中认为同层地震属性是一致的,多以均匀层状介质为研究基础,这种思想忽略了小尺度参量对结果带来的随机扰动,这样的模型往往不能准确地对实际地层进行描述。因此本研究分别构建了混合型二维、三维随机介质模型并给出了详细的建模流程,同时引入二维、三维锥形函数进行建模离散过程中的误差压制。分析了混合型自相关函数各参数对模型的影响,数值模拟结果显示,对比不同参数下所建立的二维、三维随机介质地震属性模型,可以非常清晰、直观地看到地层中的随机扰动情况,有效地模拟随机介质在实际地下构造中的分布细节。最后提出了引入方向因子的三维随机介质建模的方法,该方法相比于传统方法更有利于对比裂隙在实际地质构造的分布特征,在实际正演模拟中该理论同样有不错的效果支撑。     

摩擦层形成的元胞自动机模拟

建立了汽车摩擦材料在摩擦过程中摩擦层形成的变时间步长的二维和三维元胞自动机模型,模拟了磨屑运动的变化状态与摩擦材料的表面形貌。用二维元胞自动机模型模拟了无磨损条件下摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到磨屑沿摩擦力方向运动并聚集的图像。用三维元胞自动机模型模拟了有磨损时摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到摩擦材料在不同厚度的磨屑运动和聚集的动态图像。通过元胞自动机模拟可以确定摩擦层形成的机制与磨屑的运动和受阻于钢纤维、陶瓷纤维或磨粒并聚集有关,也证明了在摩擦层的研究中元胞自动机法是一个理想的模拟方法。     

二维Ising模型元胞自动机(Q2R)模拟

用元胞自动机Q2R规则来模拟微正则系综的临界行为,同时考虑到二维Ising模型[2]的同步演化.计算结果表明,此数值仿真能够显示二维晶格在孤立条件下的自发磁化.可以为三维Ising模型的仿真计算奠定基础.     

页岩气藏水平井分段压裂缝间应力干扰全三维模拟

已有多裂缝应力干扰分析模型多基于二维或拟三维假设,该类模型只能考虑裂缝沿水平面的扩展与水平方向的就地应力大小,同时对裂缝形态有较强约束。为了更加准确地分析三维空间多裂缝干扰模式,建立了基于三角形单元位移不连续方法的全三维多裂缝扩展数值模型,对采用二维与三维模型预测的应力干扰强度进行了比较,计算了多裂缝扩展引起的三维空间应力分布。模拟结果表明:全三维压裂模型能够更加准确地刻画地层应力分布与裂缝形态。与二维模型预测的结果相比,三维模型预测的裂缝间应力干扰更弱,预测的裂缝变形诱导应力变化和裂缝扩展速度更小。     

二维微正则Ising模型临界相变的Q2R方法

利用元胞自动机Q2R／WQ2R方法研究了二维微正则Ising模型的临界相变,计算结果表明此数值仿真能够显示二维晶格在孤立条件下的自发磁化,并且观察到了相变临界现象,得到了临界能量．文中确立的方法可以为三维Ising模型的仿真计算打下基础．     

传染病动力学的一个细胞自动机模型

由细胞自动机出发提出一个传染病流行的非线性动力学模型，由计算机数值模拟，应用自组织临界理论分析结果，发现发病率和治愈率均为５０％时存在着分界点。在分界点两侧，患病集团分布和传染持续时间分布分别服从指数律和幂律，免疫体的分布具有不同的分数维。     

无序结构的Voronoi网络

本文给出了二维与三维无序结构的数学模型、建立细胞核的充分必要条件和判定细胞核及构作细胞的有效算法,用数学方法有效地解决了二维与三维Voronoi网络的构作问题。     

三维元胞自动机及其在材料模拟中的应用

元胞自动机是一种时空、状态离散的数学模型,适于计算机模拟实施。特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题,如材料微观组织的演变。本文阐述了元胞自动机法的产生和发展及其在材料模拟中的应用情况。并以Visual C 为编译平台建立了一种三维元胞自动机模型。该模型具备了经典元胞自动机的基本特征,因此可以根据需要进行扩展。文中运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模拟的正确性。     

基于细胞自动机的公钥密码体制研究

为了解决高速实时信息传输的瓶颈问题,该文提出了一种基于细胞自动机理论的公钥密码算法.该算法以n个一维可逆细胞自动机为私钥,由它们构造出的二维Moore型不可逆的细胞自动机为公钥组成公钥密码体制.该算法实现简单,易于VLSI(超大规模集成电路)实现,有效地解决了复杂密码算法在高速实时信息传输时带来的瓶颈现象.     

Q550D超低碳贝氏体钢的微观组织模拟

摘要： 利用Q550D超低碳贝氏体钢的热压缩试验数据建立了动态再结晶模型及元胞自动机模型,通过有限元软件DEFORM 3D对试样热变形过程的微观组织演变过程进行了模拟.结果表明：在变形温度为1 150 °C条件下,当应变速率为0.05 s-1时,热变形过程中的试样微观组织发生了动态再结晶现象,晶粒尺寸得到细化;在变形温度为1 050 °C条件下,当应变速率不断增大时,奥氏体动态再结晶的晶粒尺寸减小;模拟结果与试验结果较吻合.     

基于元胞自动机的物流系统选址模型

元胞自动机是可模拟复杂结构和过程的模型.在分析现代物流发展特点的基础上,建立基于元胞自动机的物流系统选址模型.应用元胞自动机模拟技术及MATLAB,对物流系统的选址模型进行了仿真研究,并获得了合理和有益的结论,可为实际应用提供建模参考.     

Wolfram第Ⅰ等级总和规则元胞自动机的Langton参数相空间斑图

针对状态数k=3,相邻半径r=2的一维总和规则元胞自动机,引入两个推广的Langton参数λ1和λ2,研究Wolfram第Ⅰ等级元胞自动机的规则空间,得到了参数λ1和λ2与规则R的关系图及相空间斑图.结果表明,利用两个参数λ1和λ2描述k=3,r=2的一维元胞自动机的总和规则空间,可以得到较详细的Wolfram第Ⅰ等级的相空间结构.     

面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型

为模拟灾害蔓延而建立的元胞自动机模型种类繁多,但尚无一种通用的建模方法。基于此提出了一种面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型。首先,通过解析灾害蔓延机理和理论模型,根据灾害动态发展变化过程的相似性,将灾害蔓延分解为灾害量集、时空邻域集、判定规则集、更新规则集4个部分;其次,采用元胞自动机的建模方法将4个部分重新组合,构建灾害蔓延的元胞自动机参数计算仿真模型;最后,利用所提方法改进了A.Ohgai的城市火灾蔓延模型,并进行了实例验证分析。研究结果表明：所提模型只需输入环境数据和灾害起始扰动,就能得到灾害模型中的各项动态参数,可为多种灾害蔓延仿真提供通用建模方法和实现模式。     

山地全三维勘探技术在罗家寨地区的应用

摘要： 四川盆地东北部罗家寨地区为高山、高陡复杂构造和含油气各向异性的地质体相对集中区,对其精细解剖迫在眉梢,二维勘探和窄方位角三维勘探已不适应。经过多年攻关研究,在深入分析大山区全三维勘探的特点和难点后,提出了采用中间激发8×5次覆盖、线距400m、最小炮检距为565.7m,最大炮检距为4216m的全三维观测系统;三维浮动基准面处理、层析静校正、偏移速度场的串级构建等全三维处理技术;波动方程正演、多井约束反演、地震属性叠后裂缝检测等全三维储层预测技术。形成了一套山地全三维采集、处理、解释和储层预测技术,已在川东北部罗家寨地区取得很好的应用效果。     

一种一维细胞自动机的分类

讨论了基本细胞自动机的一种扩展模型,通过二元矩阵展现了局部规则与全局演化的关系.利用矩阵的秩对这类细胞自动机进行了计算机实验分类.     

频率域奇异值分解压制随机噪声方法

 奇异值分解(SVD)是提高信噪比的一种较新的有效手段之一。本文从数学角度阐述了奇异值分解SVD滤波技术增强地震资料信噪比的原理,对比了时间域和频率域SVD技术压制随机噪声的处理效果。结果表明,时间域SVD技术只能对水平或接近水平的同相轴进行信号增强,对倾斜同相轴的处理效果较差;而频率域SVD技术既可以处理水平同相轴,也可以处理倾斜同相轴,对提高地震剖面信噪比具有很好的效果。本文用3个简单的合成地震记录和1个实际地震资料检验了SVD两种方法的应用效果。结果表明,本文方法可以达到随机噪声压制的效果。     

面向高效精准柔性混装作业的智能元胞调度方法研究

柔性混装生产多目标调度系统的动态性、开放性和大规模性导致常规算法失效,因此迫切需要研究新的调度算法。在推理其他算法局限性基础上提出使用Agent形成智能元胞自动机ICA使之具有自学习功能,并基于装配投产序列调度和工位任务分派目标,首次建立智能元胞调度ICAS三维网络模型及构造“弹簧邻居”特殊邻域和“弹跳”和“层跃”特别行为,实现混装作业微观自适应调度。仿真实践证明,该智能元胞调度ICAS方法可靠,计算复杂性降低,为复杂调度问题提供了新手段。     

耦合触发细胞自动机加密算法研究

该文提出了1种新的耦合触发细胞自动机加密模型。根据耦合和触发细胞自动机的性质，采用相互作用的n个细胞自动机作为一个整体，构造出耦合触发细胞自动机加密系统。计算机仿真结果表明：该算法极大地提高了密钥空间，有效地阻止了蛮力攻击；同时，加密时随机数的引入使得攻击者不可能获得唯一的明文密文对，从而有效地抵御了已知明文攻击和选择密文的攻击。