基于热中子探测评价裂缝的示踪剂特性研究

针对裂缝热中子示踪探测方法,从中子双组扩散理论入手结合蒙特卡洛数值模拟方法,分析压裂前后地层热中子分布影响因素,并模拟不同类型示踪剂及含量的热中子裂缝响应规律,筛选最佳示踪剂并给出其在支撑剂中含量的上、下限。结果表明:压裂前后热中子计数变化量主要受裂缝宽度和标记支撑剂中示踪剂含量的影响;钆对裂缝宽度变化反应最灵敏,钆元素是作为标记支撑剂的最佳示踪元素;随支撑剂中Gd 2O 3含量的增加,热中子计数率降低,热中子计数变化量D增加;示踪剂中氧化钆的上、下限值随裂缝宽度呈指数降低,且当裂缝宽度为1.0 cm时,Gd 2O 3的质量分数上限为0.68%,下限为0.03%。     

基于ROS的室内导航机器人设计研究

采用基于机器人操作系统（ROS）的设计方案开展了机器人在自主导航中的应用研究,设计了一款集定位、SLAM建图、路径规划、驱动控制于一体的机器人综合系统。系统利用激光雷达扫描获取环境实时数据和里程采集信息,通过Gmapping算法对数据进行融合,以及采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）方法实现了环境地图绘制与定位。通过matlab对路径规划算法进行对比研究发现,路径规划任务中Djakarta算法更适应在室内多障碍物场景。而实验结果显示在模拟环境中利用Dijkstra算法和DWA算法进行避障更加有效。仿真实验结果也表明,该系统可构建高精度环境地图,并对机器人进行定位和导航,实现了在实时路径规划中成功避开障碍物到达目标点。以上研究表明在室内定位和导航任务中该机器人系统框架具有良好的可行性和稳定性。     

用进化规划思想优化径向基函数神经网络结构的均衡器

针对训练径向基函数(RBF)神经网络均衡器的随机梯度算法(SG)中,神经网络的结构是指定的并且所用训练样本较长的问题,引入进化规划思想,用进化规划方法确定径向基函数神经网络的结构,用基于最小均方(LMS)误差准则的自适应算法调整神经元到输出端的连接权重.蒙特卡洛仿真表明,用这种方法确定的均衡器可以达到与SG算法相同的性能,而所用训练样本很少,网络结构不需要事先指定.     

基于贝叶斯推理的决策树模型

针对决策树（DT）模型缺乏概率背景这一问题，将贝叶斯推理引入DT模型，提出了一种基于贝叶斯推理的决策树（BDT）模型．在假定所含待定参量的先验与似然的前提下，借助贝叶斯推理获得参量的后验，然后运用逆跳马尔科夫链蒙特卡洛算法对后验抽样，最终求出样本属于某一类别的置信度，从而避免了武断判决．BDT模型以抽样代替拆分与剪枝操作，既直观又灵活，同时在抽样时考虑了不同的树结构与递归分割方案，使得分类准确率得以提高．仿真实验结果表明，BDT模型的平均分类准确率与DT模型相比提高了1．7％～3．5％．     

动态混合型SMC+Turbo MIMO解调算法

递归蒙特卡洛（Sequential Monte Carlo，SMC）算法是一种有效降低算法复杂度的次优化算法，该算法嵌入到迭代Turbo接收机中可形成低复杂度、高解调性能的SMC＋Turbo MIMO解调接收机．该文针对该解调接收机中的混合型SMC MIMO解调算法，运用动态化参数进行改进．仿真结果表明，动态混合型SMC＋Turbo MIMO解调算法可以在不增加算法复杂度的基础上有效地提高一般混合型方案的性能．     

结构可靠性分析中参数灵敏度的计算方法

针对结构可靠性分析中重要的方法之一——蒙特卡洛模拟方法，本文提出了一种计算分布参数灵敏度的新方法，此方法不需要新的抽样产生或失效标准的重新评估。同时对该方法进行了举例说明。     

基于贝叶斯理论的多模型结构识别的试验研究

基于贝叶斯理论的抽样方法,对结构的多模型结构识别问题进行试验研究.采用基于贝叶斯理论的多模型结构识别的概念与基本框架,以及马尔科夫链-蒙特卡洛模拟(MCMC),建立了有限元模型库.针对MCMC在参数维度较高时不易收敛和计算效率低下等问题,提出了一种改进的MCMC抽样方法来进行多模型结构识别.利用Matlab-Strand7的交互访问技术(API)能够进行大型结构有限元模型的参数自动修正,在获得校验后的有限元模型库后,能基于有限元模型的后验概率分布进行预测.为了验证该理论的可行性和有效性,针对一根简支梁的数值算例和一座实际大跨钢管混凝土桁架系杆拱桥进行了基于贝叶斯理论的结构识别研究与响应评估,并使用传统的单模型结构识别方法——遗传算法(GA)进行对比分析,结果表明本文提出的基于贝叶斯理论的多模型结构识别方法能够更好地进行结构响应预测.     

含位形权重的磁流变液孤立链流变剪应力模型

为降低采用标准孤立链理论模型计算高体积分数磁流变液流变剪应力时的计算误差,提出一种通过距离权重系数评价磁链间相互作用的流变模型.编写Monte Carlo仿真程序计算颗粒位置与磁矩方向矢量、同时输出与系统颗粒间距有关的距离权重系数.按标准和距离权重这两种链结构模型计算磁流变液剪切应力数值,并和4种磁流变液(30.58%~44.79%)的流变仪剪应力测试数据进行比较,结果显示,权重模型在磁场全范围内具有更高的计算精度,并且和流变试验实际结果基本符合,证实了磁链微观结构间的相互作用力是影响磁流变液流变特性的主要因素之一.     

普适的量子轨迹蒙特卡洛方法在激光与原子相互作用中的应用研究

强场光电离过程自发现以来一直是人们关注的重点,尤其是近年来在实验上观测到了光电子全息现象,人们开始通过各种半经典的理论方法来研究各种新奇结构背后的物理机制.笔者发展了一套普适的量子轨迹蒙特卡洛方法(Generalized Quantum-Trajectory Monte Carlo method,简记为GQTMC),首先通过对实验数据的模拟验证了它的正确性,随后研究了非绝热效应和库仑势效应.随后发现了一种与全息干涉机构不同的干涉现象,消除了近年来有关人们对干涉机制的误解,最后利用相位的相位方法发展了GQTMC,并研究了Freeman共振通道的电离时间差,在Freeman共振现象发现30年之后,首次获得了140 as的Freeman共振的时间信息.     

基于蒙特卡洛法的埋地悬空管道结构可靠度分析

为了计算埋地悬空管道的可靠度,基于蒙特卡洛统计模拟法,结合受力特征,建立了埋地悬空管道结构可靠度计算模型并计算了某黄土湿陷区埋地悬空管道的可靠度。为了描述不同影响因素对管道可靠度的影响程度,从管道失效概率的角度定义了参数的敏感性指标,对管道设计中经常涉及的管道外径、壁厚、埋深、悬空长度、屈服强度、温度差、管道内压7个随机变量进行了敏感性分析,讨论了参数的变化对管道可靠度的影响。结果表明:建立的埋地悬空管道可靠度计算模型能够对埋地悬空管道的可靠度进行计算;管道的悬空长度对可靠性影响程度最大,最大程度减小管道的悬空长度,适当减小管道埋深,降低管道内压,增大管道壁厚和屈服强度,有助于提高管道的可靠度。