蒙特卡洛方法

摘要： 在外载荷作用下,材料的破坏与失效问题是一个涵盖从微观到宏观、从时间到空间等多个尺度相互耦合与关联的系统性科学问题。本研究以α-Ti材料为例,首先运用微观观测实验手段分析了α-Ti的显微组织结构和相结构,采用蒙特卡洛方法对微结构(晶粒大小、形状及分布)进行随机抽样处理,确定了其微结构的分布规律。通过与实验测得的材料强度做对比分析,并结合图像处理的方法获得微结构的定量化信息,探明了微结构对材料宏细观性能的影响,为微观尺度的分子动力学模型提供了可靠的基础。然后建立了三组包含复合微观缺陷的α-Ti拉伸微观计算模型,分别获得了界面层粘结力与其上下表面的相对位移之间的定量关系(T-S曲线)。由于T-S曲线中包含了与裂纹尖端演化相关的微观信息(如位错发射和运动、裂尖钝化、裂纹偏折、孔洞成核和长大、孪晶等),再将T-S曲线与曲线中关键转折点所对应的原子构型相结合,从原子尺度观察并解释了α-Ti材料中不同复合微观缺陷扩展的现象、规律和机理。最后,采用基于原子模拟的内聚力模型对单调拉伸条件下CT试件的裂纹扩展做多尺度分析,研究了不同微观缺陷对材料宏观断裂参数的影响程度。

摘要： 受复杂环境载荷作用,机械结构通常发生疲劳、磨损、断裂等失效形式。为保证其可靠性,在设计研制过程中进行可靠性仿真分析已成为必要措施。本文从机械结构可靠性基本理论和随机有限元概念的理解和认识、可靠性仿真基本方法和工程落地应用等角度,总结了可靠性仿真分析的基本流程和一般要求,提炼总结了可靠性仿真分析的基本流程和一般要求,最后给出了实例分析,验证了机械结构可靠性仿真流程和一般方法的有效性。本文研究为机械结构可靠性设计、分析与评估等相关的研发活动和标准研制提供了支撑和指导。

摘要： 为了对随钻伽马测井仪密度测量模块的优化设计提供指导,利用蒙特卡洛模拟程序,对2种放射源开窗仪器的密度模块进行模拟分析,优化源屏蔽体尺寸。在选定合适的源屏蔽体厚度后,对仪器的探测深度进行模拟分析,研究康普顿散射的主要散射区对探测深度曲线以及层分辨率曲线的影响,指出源距、探测器开窗尺寸及角度是影响主要散射区分布的关键因素,给出降低探测深度曲线峰值影响的优化方案,提高仪器遇到地层分界面时的探测精度。

摘要： 基于蒙特卡洛方法与快速傅里叶变换微磁学方法,模拟了缺陷钴纳米环的磁化特性。研究发现,缺陷纳米环磁滞回线的过渡状态较多,系统自旋组态较丰富。当缺陷的Y值不同时,系统均出现双稳态。系统的剩磁与Y值明显相关:当Y值较小而系统保持对称状态时,剩磁接近于零;随着Y值的增大,系统的剩磁逐渐增大;当Y值增大到一定范围内,剩磁变化减小,出现一个平台区;继续增大Y值,剩磁又逐渐减小。模拟结果与实验结果一致。

摘要： 大学生寝室环境是影响学生学习成绩和成长的重要且不可忽略的因素。国内外对于寝室环境及大学生成绩均有一定研究,且在高校教育研究不断深化的背景下,寝室环境对于学生成绩的影响越来越被学界和高校学生工作部门关注。研究学生成绩与寝室环境的关系,对于提高大学生的学习成绩,培养优良学风、校风,提升高校学生管理水平和文化育人实效具有重要意义。文章采用蒙特卡洛检验法,对部分高校寝室环境与学生成绩的互动机制进行了统计检验,结果发现学生成绩会受其所在寝室环境影响。并进一步从学生教育管理角度对这一发现展开了论证,同时就如何改善寝室环境进而促进学生成绩提升给出了建议。

摘要： 电动汽车充电行为的负载会对电网产生影响,针对现有方法对电动汽车充电负荷预测精确度不足的问题,构建了一种基于鲸鱼优化算法的核极限学习机(WOA-KELM)电动汽车充电负荷预测模型。该模型采用蒙特卡洛方法,考虑电动汽车保有量、充电模式、起始充电时刻和起始荷电量,进行仿真获得一周电动汽车充电负荷,并利用WOA-KELM预测充电负荷。实验表明:该预测模型能全面考虑充电负荷影响因素,有效提高电动汽车充电负荷预测的准确性,为电网的优化运行和规划提供了参考。

摘要： 蒙特卡洛方法作为频谱兼容性分析研究中的常用方法,通过大量随机生成拓扑位置、天线方向、信道概率等参数,可评估系统间电磁兼容的干扰。本文介绍了蒙特卡洛方法在频谱兼容性研究中的应用,并以用户撒放为例对比了几种分布算法,可为后续开展相关兼容研究分析提供参考。

摘要： 架空输电线路的运行状态直接影响整个电力系统运行的可靠性,为真正实现线路状态检修,该文采用蒙特卡洛方法和故障树分析方法,结合MATLAB软件对架空输电线路进行故障树-蒙特卡洛定量可靠性分析,得出通道环境是架空输电线路中最薄弱的环节,在架空输电线路维护和检修中应重点关注。通过合理设计来降低通道环境风险概率,从而提高架空输电线路的可靠性,对正确评估运行中架空输电线路的可靠性水平具有重要的理论意义和现实价值。

摘要： 应用蒙特卡洛方法进行中子测井正演模拟需要大量时间,无法满足实时反演等实际应用的生产要求。为此,通过蒙特卡洛方法得到不同位置单位地层对探测器计数的贡献即地层的三维空间响应分布函数,建立不同地层条件下的三维空间响应分布函数和热中子计数的数据库;再基于三维空间响应分布函数对不同区域地层进行积分得到不同区域地层对探测器计数的贡献;最后利用不同区域地层对探测器计数的贡献结合不同地层热中子计数实现了脉冲中子孔隙度测井曲线的快速模拟,并对比了不同地层条件下快速模拟方法与蒙特卡洛方法的计算结果。研究结果表明:(1)与蒙特卡洛方法相比,在直井和斜井中,快速模拟方法计算结果的最大误差分别为2.5 PU和3.0 PU;(2)对于不同岩性和含不同孔隙流体的地层,快速模拟方法与蒙特卡洛方法的计算结果基本一致;(3)快速模拟方法与蒙特卡洛方法相比将计算花费的时间从原本的几十小时降低到十几秒。结论认为,快速模拟方法不仅大幅度提高了正演速度,并且计算精度与传统的蒙特卡洛方法相近,为后续反演等应用打下了可靠的基础。

摘要： 电动出租车充电随机性极强,负荷预测过程中缺乏合理的充电行为判据。针对这一问题,提出一种基于强化学习的电动出租车充电负荷预测方法。首先,借鉴交通领域的重力模型,计算城市各交通小区间的出租车乘用需求,建立电动出租车出行时空行为概率模型;然后,综合反映时间、空间及电量要素定义强化学习状态空间,构造基于单位时间净收益与单位电量净成本的奖励值函数,采用强化学习形成合理的充电判据;最后,采用蒙特卡洛法仿真大量出租车行驶与充电行为,计算充电负荷。算例分析表明司机单日平均收益通过强化学习不断趋于优化,类似于实际驾驶人不断积累经验形成合理充电习惯的过程,时间、空间、电量三方因素对充电决策的综合影响能够得到有效反映。

摘要： 本文根据电动汽车用途将其分为电动公交车、电动出租车、电动公务车、电动私家车四类,分别对其运行规律进行研究,即根据统计数据对四类电动汽车的行驶特性、充电方式、充电时段和起始充电电量进行分析归纳,并根据实际情况做了一定的理想化假设,然后根据我国汽车产业的发展情况对四类电动汽车在2020年、2030年的保有量进行了预测,在此基础上通过蒙特卡洛方法对四类电动汽车在这三年的充电负荷进行了预测建模.

摘要： 提出一种基于蒙特卡洛方法的主动防护系统拦截概率分析建模,通过综合各种误差因素的随机概率分布,来模拟拦截弹击毁目标的过程,并得到系统的拦截概率.

摘要： 针对飞机出动架次率这一核心问题,本文构建两种不同的外场维修保障模式.首先采用蒙特卡洛方法构建模型,利用Matlab软件计算固定机组制下的出动架次率;然后构建基于闭排队网络的飞机出动模型,采取平均值分析方法计算不同专业分工下外场出动架次率;最后,针对仿真结果进行横向与纵向的对比分析.结果表明:发生只能由中继级才能维修的故障时,将会大大缩减外场出动架次率;在保证外场出动架次率的前提下,技术保障制维修模式仅需更少的保障人数便能完成机务大队的保障任务,三专业保障模式较四专业保障模式出动架次率有明显提升.

摘要： 卫星是"一次设计长期使用"的产品,其设计既要满足性能指标要求,又要可靠.本文从性能可靠性一体化设计思路出发,利用Multisim工具搭建电路模型进行功能仿真,并用蒙特卡洛抽样进行性能仿真分析.在此基础上,对电路模型的最坏情况进行分析,并提出了重要度概念,找出整个设计中关键的器件.本文通过某卫星太阳敏采样电路设计为例进行说明,介绍了工作流程和技术方法.仿真证明该技术方法思路可行,对卫星电路设计具有很好的指导作用.

摘要： 全球气候变暖的背景下,北极航道的开发和利用对传统航道形成了巨大的冲击.相比于传统航道,北极航道既存在航道距离短、海运成本低、地缘政治简单、海盗袭击风险低的优势,又面临着基础设施不完善、应急响应及救援能力差、生态环境脆弱等劣势.显然,北极通航的可行性分析是一个复杂的工程,具有大量的、动态的信息,会随着气候、市场及突发事件的影响而发生改变.本文采用贝叶斯网络,将客观定量模型与专家主观定性知识相结合,旨在比较北极航道与传统航道的综合效益,对北极通航可行性进行综合评估.以东北航道为例,本文首先建立了航道综合效益模型,以该模型中的各个变量作为贝叶斯网络的节点构建贝叶斯网络,将当前状态作为基准(中),把各个变量的取值划分为高、中、低3个状态,利用蒙特卡洛方法在模型中随机抽取若干样本代入网络中,通过EM算法获得各个节点间先验分布的条件概率表.其次,结合专家知识,对网络进行训练与更新.最后,采用该网络对未来可能情景进行了分析与讨论.

摘要： 本文基于统计型积分方程方法(SIEM)实现了高斯粗糙面的高效散射计算.与传统求解随机粗糙面散射特性的蒙特卡洛法(Monte Carlo)相比,该方法采用统计面元格林函数考虑粗糙面高斯随机分布的场源耦合影响,只需要计算一次矩阵元素和待求未知量,提高了求解粗糙面问题的计算效率.数值结果显示本文方法结果与蒙特卡洛方法吻合,计算效率得到大大提高.

摘要： 紧急情况下,合理的人员疏散方案对于保障有关人员的人身安全具有非常重要的作用.加拿大Carleton University开发出一种应用于建筑火灾突发事件人员疏散的网络模型.本文的主要目的是将CUrisk人员疏散模型与其他疏散模型进行验证比较,并分析不同的建筑设计对火灾情况下疏散效率的影响.CUrisk人员疏散模型可以有效模拟紧急情况下的人员疏散,结果可应于建筑火灾风险性能化评估.

摘要： 辐射屏蔽计算是核工程设计的核心内容之一,对于大型复杂核设施的屏蔽设计,深穿透屏蔽计算的求解是经常要遇到的重要问题.常用的屏蔽计算方法在深穿透问题求解中都有各自的局限性:确定论方法中的SN方法是求解简单几何结构中深穿透屏蔽问题的首选方法,但处理复杂几何问题比较困难,同时计算过程中也存在负通量问题与射线效应问题;而一般的MC方法用于深穿透屏蔽计算时,当屏蔽层的厚度超过一定范围后,由于粒子空间位置抽样所引起的统计涨落太大,其计算结果常比实际结果偏低很多.为了快速、精确求解深穿透屏蔽计算问题,目前采取的方法主要包括通用蒙特卡洛方法的完善与改进、SN方法通用软件的应用与开发、蒙特卡洛方法与确定论方法的耦合计算方法.本文总结了深穿透屏蔽计算中常用方法的优缺点,并给出屏蔽计算方法发展的新方向.

摘要： 复合材料多钉连接钉载分配存在较大随机性,其分析方法及参数影响敏度是研究热点.本文介绍一种高效的复合材料螺栓连接随机钉载分配分析方法.该方法基于有限元及试验方法,通过揭示复合材料螺栓连接的承载机理,改进了传统的钉载分配刚度分析方法,并结合蒙特卡洛概率分析方法实现随机钉载分配的高效分析.该研究获得了详细的螺栓状态、传载形式及各载荷的变化过程,明确了预紧力存在时的螺栓传载,并获得包括材料参数、几何参数、装配参数等在内的各参数对复合材料螺栓连接随机钉载分配的影响敏度,为大型复合材料结构的设计提供支持.

摘要： 复合材料多钉连接钉载分配存在较大随机性,其分析方法及参数影响敏度是研究热点.本文介绍一种高效的复合材料螺栓连接随机钉载分配分析方法.该方法基于有限元及试验方法,通过揭示复合材料螺栓连接的承载机理,改进了传统的钉载分配刚度分析方法,并结合蒙特卡洛概率分析方法实现随机钉载分配的高效分析.该研究获得了详细的螺栓状态、传载形式及各载荷的变化过程,明确了预紧力存在时的螺栓传载,并获得包括材料参数、几何参数、装配参数等在内的各参数对复合材料螺栓连接随机钉载分配的影响敏度,为大型复合材料结构的设计提供支持.

摘要： 本发明公开了一种基于蒙特卡洛模拟方法的智能电能表示数仿真方法包括：采集智能电能表样例数据；检验真实数据分布构成；使用蒙特卡洛模拟生成虚拟线路数据，并校验模拟数据构成情况；生成模拟数据求解效果；模型有效性判断以及模拟数据与真实数据关联性，从而实现仿真模拟。本发明提供的基于蒙特卡洛模拟方法的智能电能表示数仿真方法使用蒙特卡洛仿真方法，将实地测量示数转换为模拟示数，从而能够预先模拟出电能表的示数和状态，针对性的进行检查。本发明在采执行成本和完成时间方面都取得良好的效果。

摘要： 本发明提供了一种结合蒙特卡洛负荷模型和始推末潮流计算方法的停车场实时电动车负荷预测方法，其特征在于应用一种结合随机采样和潮流计算的方法，从而解决停车场充电负荷无序问题。实现所提出停车场实时电动车负荷预测方法的系统包括IEEE33配电网模型、节点之间的等效电路、蒙特卡洛负荷模型。其中IEEE33配电网模型包括1条支路、33节点。以一天作为负荷预测时间，33台电动车充电时间作为一组随机序列，按照一定的规则条件，利用特定的方法转换为符合要求的概率分布；节点之间通过等效电路进行分解，得到每个节点的节点电压、有功功率、无功功率。本发明利用蒙特卡洛算法在考虑电动车充电概率的方差和期望的模糊性情况下，可确定负荷的机会密度函数，建立其模糊随机模型，结合始推末潮流计算方法实现了对无序停车场充电的各点状态的检测与评估。

摘要： 本发明公开了基于蒙特卡洛树的反应物推导方法及逆向合成推导方法，属于逆向合成技术领域，要解决的技术问题为如何提高逆向合成分析的预测准确率。逆向合成推导方法，包括：通过RdChiral方法对初始数据集进行逆向反应模板提取；对初始模板库进行数据清洗后，得到训练集、验证集和测试集，并基于不重复的逆向反应模板构建逆向反应模板库；基于Keras深度学习框架构建单隐藏层全连接神经网络模型以作为模板预测模型；训练模板预测模型；以目标化合物SMILES表达式作为根节点构建蒙特卡洛树，基于蒙特卡洛树搜索方法采用模板预测模型预测蒙特卡洛树每个节点中分子对应的逆反应模板，同时得到逆反应模板对应的前级反应物。

摘要： 本发明公开了基于RGB色彩空间与蒙特卡洛方法的城市公交指标计算方法，具体为：获取城市待研究区域土地利用总体规划图与研究区域土地面积数据；获取城市指定研究区域中公共交通站点位置信息；将总体规划图数字化为RGB矩阵；在同一坐标系下，将土地利用总体规划图的地理位置信息与获得的区域公共交通站点位置信息相匹配；确定总体规划图的空白区域与非城市用地区域的RGB向量；基于蒙特卡洛方法，计算待研究区域用地总面积和公交覆盖总面积；计算公交覆盖率和公交站点密度。本发明提供的方法对计算改善后的城市公共交通相关指标以及建立科学系统的城市公共交通评价指标体系，进而衡量城市公共交通发展具有重大意义。

摘要： 本发明涉及一种基于蒙特卡洛方法的电动车智能充电优化方法和系统，包括：对所有的充电状况s设置一任意策略；对所有的充电状况s和行动a设置一任意初始化行动值函数值；将开始时刻的状态s0和行动a0带入初始化策略获得序列；根据上述序列获得i时刻状况si和行动ai对应的G值；若状态st和行动at在序列中出现过，则记录其G值中，遍历所有待测状态和行动，获得所有在序列中出现过的状态和行动对应的G值；S6将所有的G值取平均值获得行动值函数值；重复上述步骤，选取不同的策略并获得与其对应的行动值函数值；其中行动值函数值最大时对应的策略为最优策略。其基于蒙特卡洛方法给出了电动车的最优充电方案，计算准确，效率高。

摘要： 本发明属于电子电路数字信号领域，具体提供在于提供一种基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法，在MCNP软件生成的理想能谱基础上，基于蒙特卡洛方法构造核能谱测量数字化系统的概率模型，模拟仪器测量过程并重新生成模拟能谱，充分考虑仪器测量过程中放射性和探测器的统计涨落等因素对谱线的影响，使能谱特征峰呈现高斯分布，与实际仪器测量结果更为吻合，有效解决了MCNP软件模拟出的能量沉积谱因不能反应出放射性和探测器的统计涨落等因素对谱线影响而无法直接作为分析对象的问题。

摘要： 本发明涉及一种采用蒙特卡洛方法确定机械臂关节行程的方法，包含以下步骤：步骤1、确定机械臂的位姿约束，位姿约束包含机械臂末端位置的活动范围和指向范围；步骤2、根据包含机械臂各相邻关节旋转轴之间夹角的机械臂构型参数，构建机械臂逆运动方程；步骤3、包含不同关节角信息的机械臂某个状态作为一个蒙特卡洛样本点，根据机械臂的位姿约束以及逆运动方程，计算出不同蒙特卡洛样本点中各关节角信息集合，该关节角信息集合包含了机械臂中不同关节的行程包络。本发明可在机械臂构型已知的情况下，以某个指定的概率确定组成机械臂关节单元行程包络，以指导机械臂关节形成包络的精细化设计。

摘要： 本发明涉及一种基于蒙特卡洛方法的电动车智能充电优化方法和系统，包括：对所有的充电状况s设置一任意策略；对所有的充电状况s和行动a设置一任意初始化行动值函数值；将开始时刻的状态s0和行动a0带入初始化策略获得序列；根据上述序列获得i时刻状况si和行动ai对应的G值；若状态st和行动at在序列中出现过，则记录其G值中，遍历所有待测状态和行动，获得所有在序列中出现过的状态和行动对应的G值；S6将所有的G值取平均值获得行动值函数值；重复上述步骤，选取不同的策略并获得与其对应的行动值函数值；其中行动值函数值最大时对应的策略为最优策略。其基于蒙特卡洛方法给出了电动车的最优充电方案，计算准确，效率高。

摘要： 本发明提供一种基于蒙特卡洛方法的深紫外全向通信信道建模方法和系统。该方法包括：初始化区域的光子接收概率分布矩阵；根据发射端光源的辐射强度分布采样产生具有确定初始发射方向的模拟光子；根据模拟光子在介质中自由传输的距离分布采样得到各模拟光子单次运动的距离，并根据各模拟光子的初始发射方向得到各模拟光子发生散射的位置；在散射位置处，根据散射相函数和各模拟光子初始的运动方向采样得到各模拟光子经过散射之后的运动方向；根据散射后模拟光子的运动情况判断是否更新光子接收概率分布矩阵。本发明考虑多次散射在全向通信中的影响，并且考虑光子在整个区域内的接收情况，提高了全向通信模型的精度并简化了信道估计的流程。

摘要： 本发明公开了一种基于蒙特卡洛方法的SRAM单粒子翻转截面预测方法，包括：建立器件模型；根据器件模型建立SRAM电路；对SRAM电路的器件模型沿长度方向进行均匀划分以建立复合敏感体；获取SRAM电路在复合敏感体的不同入射位置和不同入射深度使SRAM电路发生翻转的LET阈值；基于LET阈值，根据预设数量的入射粒子入射复合敏感体得到使SRAM电路发生翻转的粒子数占比；根据使SRAM电路发生翻转的粒子数占比得到器件模型在不同入射能量下的翻转截面分布传递曲线。本发明进行器件单粒子蒙特卡洛仿真并且测定翻转截面的方法，模拟粒子间的相互作用，并计算能量吸收与碰撞等核物理过程，完成粒子随机过程仿真，通过进行多粒子轰击，完成随机过程的翻转截面统计。