基于爬坡方向状态划分的MCMC风电功率序列建模方法

由于电网弃风或者灵活性资源不足往往发生在风电大量发电时,故提高风电时间序列模型对大出力状态的建模-抽样精度,有助于后续的电网灵活性资源相关研究。在传统马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)法和持续与波动蒙特卡罗(PV-MC)法基础上,提出一种考虑爬坡方向状态划分的改进方法,以更准确地描述风电出力连续爬坡至大出力状态的过程。该方法以累积分布概率而不是以功率大小均匀划分状态区间,使各个状态区间的样本分布更均匀,提高了风电时间序列模型对大出力状态的建模-抽样精度。通过算例比较所提方法、MCMC法及PV-MC法生成风电功率序列与历史数据的分布特性和统计特性指标,结果表明,所提方法的拟合度较好,且能够有效解决MCMC法和PV-MC法高出力、样本偏少的问题。

基于CA-MC模型的滇池流域生态敏感性时空演变特征

【目的】探究滇池流域近30年间生态敏感性时空演变特征。【方法】定量分析生态因子的相互关系,基于1995年、2005年、2010年和2018年的遥感影像和基础数据,运用CA-MC模型、重心迁移及核密度进行分析。【结果】1995—2018年,滇池流域土地覆盖/利用、河岸缓冲区和景观指数敏感性均呈波动下降趋势,归一化植被指数敏感性总体升高,流域综合生态敏感性呈现高等级向低等级转化的特征。不敏感、轻度敏感和中度敏感性区域面积整体上升,分别增加2.10%、0.47%和11.20%;高度敏感性区域面积波动下降,减少13.77%。各级生态敏感性重心转移及核密度分布差异显著,不敏感和轻度敏感性区域向西北方向迁移,中度敏感和极度敏感性区域向西南方向迁移,高度敏感性区域向东南方向迁移。通过CA-MC模型推演,2018—2026年滇池流域敏感性空间演变,总体敏感性等级缓慢上升。【结论】研究区域生态敏感性演变过程能够及时了解区域生态演变规律,提出生态保护策略。

基于混合蒙特卡洛/多项式混沌展开方法的多参数随机等离子体不确定性分析

多项式混沌展开(polynomial chaos expansion, PCE)方法对于分析随机等离子体电磁传播不确定性已经展示出了相当大的潜力。然而,由于构建多项式混沌模型的计算量随着不确定性输入维数的增加呈指数增长,数值模拟耗时长,导致“维数灾难”问题。因此,本文基于非侵入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)方法,采用混合蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)/PCE方法研究了多层等离子体平板电子密度不确定性对透射系数的影响,并验证了所提出方法的实用性。与MC方法相比,本文方法可以大大加快仿真的速度,有效缓解了多项式展开项的数量随着随机变量维数的增加而快速增加的缺点,同时大大降低了MC方法的仿真次数,有利于电磁模型的多参数不确定性分析。

基于ANN-MC方法进行弹性机构的动态强度可靠性分析

弹性机构强度可靠性和运动可靠性是工业机器人、空间操作臂等领域最为关注的问题,而精确实用的可靠性分析方法是解决此问题的关键。本文在弹性机构动力学有限元分析的基础上,引入构件尺寸和运动副摩擦等随机变量,获得弹性机构随机动态应力的时间历程;将蒙特卡罗法(Monte-Carlo,MC)与人工神经网络结合(artificial neural network,ANN),形成了基于小样本对弹性机构动态强度可靠性进行计算的ANN-MC方法;将该方法用于曲柄滑块机构的动态强度可靠性计算,获得其动态强度可靠性为99.10%。本文方法不仅节省了计算时间,而且提高了动态可靠度求解精度。

GC/MC法分析正硅酸乙酯

用气相色谱法对样品进行分析 ,得到了四个完全分离的色谱峰。采用色 /质联用技术 (GC/MC)确定这四个峰分别为乙醇、正硅酸乙酯、二聚硅酸乙酯、三聚硅酸乙酯 。

基于IQS/MC方法的ADS次临界反应堆中子时空动力学模拟分析

采用改进准静态近似与蒙特卡罗中子输运程序相结合(IQS/MC)的方法实现了加速器驱动的次临界系统(ADS)中子时空动力学模拟计算。以加速器驱动嬗变研究装置的靶堆耦合参考方案物理模型为例,通过对束流瞬变引入和燃料组件提升两种工况进行动态模拟,计算得到了堆芯总的相对功率、分能群相对中子注量率及相对功率三维网格分布随时间的变化。将IQS/MC方法计算结果与点堆计算结果进行了对比分析,模拟结果符合物理规律,两种方法对比结果与国外相关文献一致,表明IQS/MC方法适用于ADS次临界反应堆中子时空动力学过程的瞬态安全分析。

基于自适应ANN的高效核电设备易损性分析方法研究

传统的结构或设备易损性分析方法需要提供大量的数值模拟样本,这对于规模庞大的核电结构并不适用。为此,研究核电设备高效易损性分析方法,首先,基于拉丁立方法构建随机地震动-土-结构样本,采用高效时域SSI分区并行计算方法得到部分样本模型的地震响应;然后,采用有限的数值模拟结果训练人工神经网络模型(ANN),通过量化ANN预测误差和精确度指标,采用自适应算法进行后续数值模拟和ANN训练,直至满足精确度阈值要求。该方法可以优化计算样本的选择,控制数值模拟的样本数量,提高易损性分析的计算效率。此外,将ANN不确定性整合到易损性曲线计算公式中,分别基于对数正态假定的回归法和蒙特卡洛(MC)增量法对某核电设备进行了易损性分析,并验证了ANN不确定性量化方法的正确性。

基于自适应MC法大跨连续刚构桥施工控制可靠度研究

针对预应力混凝土连续刚构桥不同施工阶段的抗力相关性和荷载相关性特征,基于随机过程模型,建立了桥梁施工期的抗力概率模型和荷载概率模型.采用自适应MC法,对实际工程进行可靠度研究.基于可靠度理论研究方法,验证了实际工程施工控制过程各项指标.研究结果对于确保预应力混凝土连续刚构桥建设的安全性和科学性,具有一定的理论价值和现实意义.

现役大坝泄洪能力风险率的MC分析

在水工水力学模型研究成果基础上,采用MC法对现役大坝泄洪能力风险率做进一步探讨,研究表明:(1)水力的不确定性对大坝防洪安全确实存在影响,但风险值较小;(2)国内绝大多数大中型现役坝的水力风险几近为0,设计偏于保守.由此可见,确定基于风险分析的大坝防洪安全标准和设计洪水标准,并据此来确定大坝坝顶高程,是非常必要的.

MC方法模拟晶粒长大的改进算法和晶粒数统计的研究

基于材料等温下所有晶粒长大的同步性,认为单元进行再取向尝试时采用随机提取更符合物理模型,且所有单元全部提取并完成一次再取向尝试记为一个MCS,弥补了以往模拟中采用逐一提取单元的不足。晶粒长大模拟结果符合大晶粒不断变大且有相似性,小晶粒的无规则随机变小的规律。采用了对晶粒个数、面积的精确统计算法,得出晶粒长大指数达到0.48～0.51。

用MC方法计算分析核材料移动对辐射探测器阵列探测下限的影响

核辐射探测器阵列的探测下限是评价其探测能力的一种统计量的值,指在一定置信水平下,一种探测方法能够检出的最小被测量。从定性的角度看,核材料移动比静止时更难以探测(即静止比移动时的探测下限低)。本文通过建立蒙特卡罗(MC)模型并应用通用软件MCNP程序计算分析核材料的移动对核辐射探测器阵列对核材料质量的探测下限的影响。计算结果与理论分析符合。

富营养化水体中微囊藻毒素(MCs)去除技术研究进展

当前,随着工业的发展水体富营养化程度日益严重。引起富营养化的主要藻类——蓝藻,能够释放对人体及鱼类具有多器官毒性、遗传性和致癌性的毒素--微囊藻毒素(MCs)。MCs治理技术种类繁多,传统的物理法如:混凝沉淀、膜过滤、活性炭吸附、气浮以及直接过滤只能对简单的处理细胞内的MCs;化学氧化法、光催化氧化法以及高级氧化法虽然能有效处理水体中的MCs,但有成本高、易二次污染和操作复杂等缺点,难以满足日益严格的环保要求;生物酶法除了具有生物降解法所具有的廉价、无二次污染、降解彻底和易操作等特点外,还被利用来监控水体中MCs,它将成为今后重点研究的技术领域。

基于SEM-MC的地铁车站深基坑施工危险性测度研究

为提高地铁车站深基坑施工危险性测度的准确性,考虑多风险因素耦合作用和危险性测度主观性对传统风险评测结果的影响,提出基于结构方程(SEM)与蒙特卡洛模拟(MC)相结合的地铁车站深基坑施工危险性测度方法。首先,从基坑支护、基坑开挖、降水排水以及周边环境4个维度建立危险性测度指标体系,利用SEM确定指标权重,并确定关键因素;然后,根据指标的数据分布特征,利用MC法模拟出潜变量值并与风险损失程度、指标权重相结合得出危险度;最后,将该危险性测度方法运用于南昌地铁双港站。研究结果表明:该地铁车站深基坑风险等级为4级,基坑开挖为该地铁车站深基坑施工主要风险影响因素,其直接影响因素为开挖技术参数设置。项目实施结果表明该方法对地铁车站深基坑施工危险性评测适用可信。

MC法与QA法在通信系统仿真中的应用比较

研究MC(蒙特卡罗)仿真法和QA(准解析)仿真法的基本思想。为了验证这两种方法在通信系统仿真中的适用性与一致性,根据仿真原理,提出了相应的应用分析,首先建立二进制通信系统模型,然后利用Simulink软件,在相同的运行条件下,通过设置不同的信噪比,对模型的误码率进行了仿真。仿真结果表明这两种方法都能获得同样精确的仿真结果,而准解析法由于其解析的特性,仅需仿真整个系统中的非线性部分,因而相比于蒙特卡罗法所需的仿真运行时间更短,效率更高。

利用MC-ICPMS精确测定^(143)Nd/^(144)Nd和Sm/Nd比值

多收集器等离子体质谱(MC-ICPMS)用于分析Sm-Nd同位素时,质量分馏系数(β)与同位素的质量数呈线性关系。可以采用两种方法进行质量分馏校正:双分馏系数内部校正法(DFIC)和单分馏系数外部校正法(SFEC)。采用DFIC法,对国际标样Shin-EtsuJNdi-1和实验室标样Nd-GIG进行了为期五个月的143Nd/144Nd比值测量统计,结果分别为0.512120±0.000012(2σSD)、0.511532±0.000013(2σSD)。采用SFEC法,对Nd-GIG标样的测量统计结果为0.511525±0.000015(2σSD)。两种方法的测量结果在分析误差范围内与其推荐值或TIMS测量值完全一致。对加Ce和Sm的Nd-GIG混合溶液分别进行了Ce和Sm对143Nd/144Nd比值分析的干扰校正研究和Sm/Nd比值测量,结果显示,143Nd/144Nd比值分别与Ce/Nd、Sm/Nd测量值呈线性关系,Sm/Nd测量值与其质量比值亦呈很好的线性关系。这表明利用MC-ICPMS可以快速精确地测定存在Ce、Sm干扰的样品的143Nd/144Nd比值,同时可获得精确的Sm/Nd比值,而无需加入稀释剂。这就使直接测定地质样品的Sm-Nd等时线年龄成为可能。

基于MC法的低空无线信道模型可信性验证

分析低空无线信道的多径时延、多普勒效应等传输特性,利用广义平稳非相关散射模型,根据信道在停场、航行、近场、过顶4种不同场景下的特性,分别建立相应的信道模型。采用蒙特卡罗法对模型的可信性进行验证,结果表明,该信道模型能真实地反映低空无线信道的特性。

基于MC的计算机仿真随机模型分析与设计

计算机仿真系统中经常要应用研究对象的随机分布模型获得符合要求的随机数,给出了利用蒙特卡罗(MC)法来近似地描述研究对象的概率分布的一般方法,设计了高质量的随机数发生器,研究了利用MC法得到计算机仿真系统中常见的随机分布模型算法,具有一定的实用价值。通过仿真实例,分析了在实际应用中应该注意的问题。

Fenton试剂氧化降解MC-LR影响因素分析

研究了Fenton法氧化降解MC-LR的影响因素,包括反应时间、pH、H2O2浓度、Fe2+/H2O2、Fe3+等。正交试验表明,各个因素的影响作用为H2O2浓度>Fe2+浓度>反应时间>pH。最佳试验条件为:H2O2浓度1.8 mmol/L、Fe2+/H2O2=1∶18、初始pH=3、反应时间30 m in、反应温度(25±1)℃,在该条件下,MC-LR初始质量浓度为2.0μg/L时,去除率可达94.4%。

基于IDA-MC方法的公路边坡震害风险概率评价

为提高公路边坡抗震能力,本文开展了公路边坡震害风险概率评价研究。选取210国道K359+440处公路边坡为研究对象,采用增量动力分析方法研究了边坡震害易损性,绘制了边坡震害易损性曲线并得到了边坡在一定地震动峰值加速度作用下超越(发生)某等级震害的概率;在边坡所在场地地震动分布特征研究的基础上,采用蒙特卡罗方法计算了边坡未来50年内超越(发生)各等级震害的风险概率。研究结果表明:当地震动峰值加速度达到0.7 g时,边坡超越严重损伤的概率为53.188%,达到0.8 g时,边坡超越严重损伤的概率高达99.086%;未来50年内边坡超越严重损伤的风险概率为29.07%,发生毁坏的风险概率为7.62%。

基于MC法改进的实验模型在圆周率估算中的应用

蒙特卡罗法采用统计抽样理论近似求解工程问题,但其存在着模型精确度和时间复杂度相互矛盾的问题。通过估算圆周率,构建Monte-Carlo法实验模型,对模型的精确度和时间复杂度进行了理论分析,提出了两种基于实验模型的改进方案,并采用移位和预处理的思想,将大数除法转化为乘法来降低计算复杂度,从而提高梅森算法效率。仿真结果表明,在保持相同精确度的情况下,改进型的实验模型和算法能够大幅度降低仿真时间,提高仿真速度,具有一定的工程应用价值。