蒙特卡罗模拟方法对EAS阵列性能分析与优化设计的研究

建立了快速计算机阵列性能分析程序，由此阵列性能进行快速分析，对种种阵列设计方案进行比较搜寻，本文介绍其基本定理，方法、程序设计及部分计算结果。     

基于RBF神经网络的结构可靠度分析方法

蒙特卡罗模拟是目前结构可靠度分析中最准确有效的方法,但因其计算量太大、效率低而受到很大的限制,特别是对于大型复杂结构的功能函数不能被明确表达的情况.鉴于此,在蒙特卡罗重要抽样方法的基础上,提出了利用RBF神经网络替代原结构功能函数的RBF-蒙特卡罗方法,以提高工作效率.RBF神经网络训练样本的选取则由均匀试验设计确定,以提高样本的代表性并大幅减少样本数量,从而加快网络的训练过程,加强网络的逼近能力.算例分析表明,该方法不但能最大限度地减少结构有限元分析次数,而且有满意的计算精度,具有实际应用价值.     

美式期权的几种蒙特卡罗仿真定价方法比较

在Longstaff和Schwartz（LS，2001）提出的基于多项式函数逼近的美式期权仿真定价基础上，给出美式期权重要性抽样仿真方法——顺推法及其具体算法。同时给出重要性与分层抽样相结合的算法。该方法可以适用于类似于美式期权具有可提前执行特征以及路径依赖特征等金融衍生工具仿真定价，具有一般性。数字示例比较结果表明，相对于LS方法，重要性抽样和分层重要性抽样都具有较好的方差缩减效果，尤其分层重要性抽样方法。     

耕地质量定级方法改进研究:以农安县为例

耕地质量定级是全面掌握耕地质量状况,实现数量、质量和生态协调管理的重要手段.该文以农安县为例,梳理修正法的技术路线,针对修正法的不足提出2种改进办法.通过确定定级指标体系、计算定级指数、划分级别,从级别面积分布、空间重叠度、定级指数与土地纯收益相关性3个角度,比较修正法和改进法的评价结果.结果显示:修正法的定级指数跨度明显高于改进法的定级指数;修正法与改进法空间分布差异较大,2个改进法之间的空间分布差异较小;改进法各级别变异系数均低于修正法;改进法定级指数与土地纯收益相关性系数高于修正法.该研究提出了2种新的定级方法,并验证了方法的可行性,可以为耕地质量定级及相关研究提供新的思路.     

基于条件风险价值的智能区域代理商报价策略及EV充电管理

智能区域代理商整合区域内电动汽车(electric vehicle,EV)参与电力市场交易,然而在联营市场(包括日前和实时市场)交易机制下,联营市场电价的随机性增加了代理商的市场交易风险.基于此,提出了以联营市场条件期望购电成本最小为目标的报价决策模型,该模型考虑了联营市场电价的随机特性,并将模型转换成带条件风险价值约束的随机优化问题.由于含随机性变量概率密度函数的积分计算困难,因此利用蒙特卡罗模拟,预测电价分布特性,采用抽样平均近似法对模型进行离散化处理,并通过构造函数将原问题化为凸优化问题进行求解.数值实验表明代理商通过控制EVs参与联营市场竞价交易,对EVs进行充电管理,可有效降低峰谷差,有助于电网的稳定性.     

基于随机有限元的模板支撑体系井字架结构可靠性研究

扣件是模板支撑体系核心构件,其工作特性对体系承载性能具有显著影响.基于蒙特卡罗法基本原理,利用Python脚本驱动ABAQUS进行模板支撑体系非侵入式随机有限元分析,得出在井字架结构的任意位置上,随机出现不同数量的扣件失效对体系承载力可靠性的影响.结果表明,扣件失效概率增大将导致其屈曲承载力下降的幅度及概率显著增加.当扣件失效概率为0.183时,井字架结构的屈曲荷载比例系数超过0.8的概率为90%.当扣件失效概率达到0.199时,其屈曲荷载比例系数超过0.8的概率仅为50%.上述成果进一步说明基于所有扣件完好条件下的模板支撑体系确定性分析不符合实际,且偏于不安全.此外,当扣件失效数量服从二项分布时,模板支撑体系井字架结构的屈曲荷载比例系数λ服从正态分布.     

基于机器学习的界面多相催化效应动力学蒙特卡罗模化

高焓气动环境表面多相催化效应对高超声速飞行器气动热有显著影响,对该效应多尺度特征的表征建模是飞行器热防护系统轻量化、低冗余设计的重要前提.采用动力学蒙特卡罗方法,建立了可用于宏观流场计算的界面多相催化介观模型,并通过径向基函数神经网络算法,训练形成了基于机器学习的吸附演化动力学精确解析的界面多相催化代理模型,实现了催化复合系数的快速精准预测.研究表明,基于机器学习的界面催化代理模型获得的复合系数预测值与动力学蒙特卡罗方法相一致,同时计算时间大幅缩短至常规宏观方法耗时.通过与宏观非平衡流场求解器耦合,所建立的界面催化模型可快速获得多尺度界面多相催化效应下的表面气动加热热流.基于机器学习方法对微细尺度的计算结果进行模化并用于宏观计算,在解析界面多相反应演化动力学的同时,提升了计算效率,为工程适用的飞行器复杂高温效应跨尺度建模提供了理论依据.     

蒙特卡罗模拟在中子散射大型科学装置上的应用

我国正在建设三个国家级的中子散射大型科学装置,蒙特卡罗模拟技术在中子散射谱仪的优化设计方面发挥着关键作用。本文介绍了国际上中子散射谱仪模拟技术的发展和应用现状,详细论述了蒙特卡罗方法应用于中子散射谱仪模拟研究的原理,介绍了国际上应用最广泛的中子散射谱仪模拟软件MCSTAS。我们已将模拟技术应用于中国先进研究堆上新建中子散射谱仪的设计工作中,完成了多台谱仪和中子导管的优化设计。本文报道了应力测量专用中子衍射谱仪的部分模拟和优化工作。     

Monte Carlo方法研究光子在有界肿瘤组织中的分布

目的研究有界肿瘤组织中光子分布特性。方法通过建立光在有界肿瘤组织中传输模型,用蒙特卡罗方法模拟光子在有界生物组织的传输,与半无限大肿瘤组织中光子分布的特性对比,分析光子在有界肿瘤组织中的分布特性。结果肿瘤组织中光子能量密度分布在纵向和横向基本是按负指数规律变化,但沿纵向在入射表面附近有极值点,当取定较小边界范围时,光子能量密度增加,组织内的有效光子数下降。结论有界肿瘤组织光子能量密度沿纵向和横向变化规律与半无限大组织变化规律相似,肿瘤组织边界影响光子在生物组织的能量密度和有效光子数分布。     

M函数的数值计算

M函数是由δ冲击模型寿命分布的计算中引出一类多重积分,它的计算对精确计算冲击模型寿命分布有很大帮助.文中利用蒙特卡罗法给出了M函数的近似数值计算算法,根据算法用Matlab编程计算,给出不同参数的数值表.