光子吸收剂量的蒙特卡罗计算方法研究

为了能够通过选择合适的计算方法对不同辐射情况的光子剂量进行准确有效的计算和评估,对比研究了蒙特卡罗模拟软件中常用的四种光子剂量计算方法:剂量转换系数法、发热数法、径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法,从计算原理出发结合仿真结果分析比较了这四种方法。通过模拟不同能量的单能光子束入射不同体积大小的水球,分析了用比释动能近似吸收剂量导致的误差,并且模拟分析了不同含量的高原子序数元素钆对于吸收剂量计算结果差异的影响。由于转换系数是根据参考人模计算得到的,因此剂量转换系数法只能对吸收剂量进行快速的估计计算,很难在特定情况下得到精准剂量;当高能量光子入射小体积物质时,比释动能会大于吸收剂量,使用发热数法和径迹长度能量沉积法会产生误差,采用脉冲高度计数法更加合适;在低能量和大体积时可以根据计算精度和计算机资源选择任意方法;当组成物质的高原子序数元素含量增多时,径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法之间的计算误差会减少。

基于蒙特卡罗方法的激光消融仿真模型研究

目的设计一种激光消融数值仿真模型,确定针对脑肿瘤的激光消融治疗方案,以及确定消融时间、激光功率和金纳米颗粒水溶液对激光消融的效果影响。方法建立简化的脑肿瘤几何模型,通过蒙特卡罗计算方法模拟脑组织中的光子分布,确定激光能量沉积;再用Pennes生物传热模型计算嵌入在圆柱体人脑组织中球体肿瘤的温度升高过程;将Arrhenius积分与传热模型相结合,计算组织的热损伤,确定激光消融方案。在热损伤范围超出肿瘤体积的模型中引入金纳米颗粒,探究金纳米颗粒对减小周围健康组织损伤的可行性。结果增大激光功率或消融时间升高了消融过程中的最高温度且增大了热损伤范围。对于本研究假定的直径为10 mm的球体脑肿瘤,当消融时间为300 s、激光功率为3 W以及消融时间为180 s、激光功率为5 W时球体肿瘤被完全消融。在肿瘤中注射金纳米颗粒,假设金纳米颗粒在肿瘤中均匀分布,选取消融时间为180 s、激光功率5 W的消融组合且不添加金纳米颗粒时,热损伤的体积为1.98 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为2.96%;同样的组合添加金纳米颗粒后的热损伤体积为0.95 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为0.88%。结论本研究建立的数值仿真模型对确定激光消融参数具有一定参考价值。激光功率和消融时间的增加可以增大热损伤体积,提高消融的最高温度,同时,添加金纳米颗粒可以减少对健康组织的热损伤。

基于修正蒙特卡罗方法的光脉冲传输模拟

针对现有的蒙特卡罗(Monte Carlo)法在模拟光脉冲传输时没有考虑大气-海水界面的边界条件,对经过介质界面以及到达接收平面的光子提出了修正的Monte Carlo方法,对到达水下接收平台的光脉冲传输多径时间延迟和光斑分布进行了仿真研究。光传输模拟结果表明,使用修正的Monte Carlo方法考虑了边界条件的影响,减少光脉冲传输仿真的误差。

基于蒙特卡罗模拟修正的随机矩阵去噪方法

针对蕴含噪声信息较少的小组合股票市场,提出使用蒙特卡罗模拟修正的随机矩阵去噪方法。首先通过数据模拟生成随机矩阵,然后利用大量的模拟数据来同时修正噪声下界和上界,最终对噪声范围进行精确测定。运用道琼斯中国88指数和香港恒生50指数的数据进行实证分析,结果表明,与LCPB法、PG+法和KR法相比,在特征值、特征向量和反比参率方面,蒙特卡罗模拟去噪方法修正后噪声范围的合理性及有效性得到很大的提升;对去噪前后的相关矩阵进行投资组合,得知在相同的期望收益率下,蒙特卡罗模拟去噪方法具有最小的风险值,能够为资产组合选择和风险管理等金融应用提供一定的参考。

直接模拟蒙特卡罗方法的并行方案设计

针对直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的特点,提出了3种DSMC程序的并行方案.同时,对3种并行方案各自的优缺点进行了论述,并选择了各节点间程序相关性最小的并行方案,将其应用于稀薄气体二维微通道问题的求解.结果表明,串行程序与并行程序的计算结果完全吻合,并且得到了较高的并行效率,且并行效率随节点数的变化并非单调,而是有一个峰值.

基于蒙特卡罗方法的电力系统电源侧协调规划模拟仿真研究

目前电力系统规划面临着严峻的双侧随机问题,对若干规划方案进行系统运行的模拟仿真对提高系统规划合理性与科学性具有重要意义。在传统模拟仿真方法的基础上,整合了多元线性蒙特卡罗方法,构建了考虑风电、光伏及储能设备充放电的多种电源出力概率模型,设计了以规划成本最小化、运行成本最小化为目标的系统规划模型。通过算例验证了多元线性蒙特卡罗模拟方法的优越性,并通过该方法对多个系统规划方案的实际运行情况进行模拟仿真,求解得到关键系统指标,为规划方案决策提供了依据。

基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术的蒙特卡罗方法模拟

基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术是一种可有效探测隐藏爆炸物的中子探测技术。利用蒙特卡罗Geant4程序模拟计算石墨、水、TNT样品前有、无墙体两种情况在14 MeV中子作用下产生的γ射线在探测器内的能量沉积谱和飞行时间谱,通过对飞行时间谱的分析表明,选取适当的时间窗可在一定程度上抑制探测器上的本底信号。

基于蒙特卡罗方法的森林冠层BRDF模拟

蒙特卡罗(MonteCarlo)是一种随机统计方法,被广泛用于模拟可见光森林冠层BRDF(双向反射率分布函数)。基于蒙特卡罗方法构建了光子与植被冠层之间的随机过程,给出了蒙特卡罗模拟森林冠层的BRDF的具体实现方法。在此基础上,讨论了蒙特卡罗模拟中的关键技术:光子自由路径的计算;光子散射方向的确定;BRDF热点效应纠正;光子能量收集算法。实践表明,蒙特卡罗方法能准确模拟出森林冠层BRDF,并能作为其他森林冠层BRDF模型的有效检验工具。

基于MATLAB的PN结形成过程蒙特卡罗程序研发

本文基于蒙特卡罗随机行走的思想,用概率和随机抽样模拟PN结形成过程中载流子的运动以及动态分布,解决平衡态PN结电势所满足的泊松方程过于复杂、难以计算以及模拟的问题.利用MATLAB软件将演化过程中的载流子的运动过程可视化,并且将平衡态PN结的电势分布可视化.该方法可通过模拟载流子的运动规律及分布了解PN结的形成过程,进而及时对物理模型进行修正.该程序实现手段简便,物理图像清晰,可以用于半导体物理等相关课程的课堂教学.

基于蒙特卡罗模拟的商业银行信用风险度量方法

通过与Matlab程序相结合的方式介绍了基于蒙特卡罗模拟的商业银行信用风险度量方法,该方法使在给定的置信水平下科学地估算国内商业银行的信用风险成为可能。

焊接热影响区微观结构演化的蒙特卡罗计算机模拟方法

焊接热影响区是影响焊接性能的主要区域。焊接热影响区的晶粒长大常常导致焊接热影响区成为性能薄弱的环节,对焊接热影响区晶粒长大的研究一直是焊接接头的重要研究课题。焊接热影响区微观结构演化与诸多因素密切相关,是一个复杂的过程。运用适当的计算机方法进行模拟,完成对晶粒生长的完全预测,具有重要的意义,可以为优化焊接工艺参数,提高焊接质量提供依据。在此对在模拟焊接热影响区微观结构演化时采用的基本方法进行综述。

γ射线大气传输特性的蒙特卡罗方法模拟

利用蒙特卡罗方法计算了距地面30～100km处的γ射线源,通过大气传输到距地面500km轨道上的不同位置处的γ射线的光子注量、能量注量以及能谱和飞行时间谱的变化情况。计算结果表明:到达较大的轨道倾斜角处的积分光子注量比在真空中传输的积分光子注量超出了30%～90%,能量注量的传输值几乎与真空中的传输值相同。这是由于源附近大气对光子散射到达探测点的注量超过大气对光子的吸收所致。高能注量主要来自非碰撞光子,低能注量来自散射光子。

蒙特卡罗方法模拟PVD薄膜生长的研究进展(综述)

综述了蒙特卡罗方法模拟物理气相沉积薄膜生长的研究进展.特别对基底的表面形貌、结构缺陷、沉积温度等因素对薄膜生长影响的蒙特卡罗方法模拟的研究进展进行了分析和归纳.最后对蒙特卡罗方法模拟薄膜生长的研究进行了展望.

蒙特卡罗模拟方法在期权定价中的应用

蒙特卡罗模拟作为金融衍生证劵定价的一种有效的数值方法之一,近年来得到了不断的应用和发展。本文简要介绍了蒙特卡罗模拟在金融衍生证劵定价的应用,评价了蒙特卡罗模拟的三个改进方向:基本方差减少技术、拟蒙特卡罗模拟、随机化的拟蒙特卡罗模拟,提出了利用超均匀序列Halton序列的拟蒙特卡罗模拟技术,以欧式看涨期权定价为例,比较了三种蒙特卡罗模拟结果。

蒙特卡罗方法计算γ射线衰减系数的修正参数

研究窄束γ射线衰减规律试验中由于源的发散性引起的误差,提出相关的修正参数(A),选用蒙特卡罗方法进行模拟计算,分别模拟点状源模型和单向源抽象模型,得出A的变化规律。为进一步研究试验环境下其他因素对衰减系数的影响以及用实测数据进行γ场的理论计算、γ射线衰减规律的工业应用等提供参考。

可转换债券的蒙特卡罗模拟定价方法与评述

由于可转换债券的复杂性,对其进行准确定价是一项极具挑战性的工作。到目前为止,国内外学者针对这一问题进行了大量的研究。本文简要地讨论了可转换债券的几类主要定价方法,在此基础上,着重系统地分析和评述可转换债券的蒙特卡罗模拟定价方法及其改进。本文认为,最小方差蒙特卡罗模拟方法非常适用于可转换债券的定价,然而其定价效率也受到了此方法的固有偏差及低收敛度的严重影响。

半导体器件蒙特卡罗模拟中保持电荷守恒的统计增强方法

介绍了一种在半导体器件蒙特卡罗模拟中保持电荷守恒的统计增强方法 ,该方法消除了由统计增强引入的电荷统计涨落 ,保持了不同增强区界面处过界粒子流的连续性 .以肖特基势垒二极管为例 ,应用该方法 。

蒙特卡罗计算机模拟方法及其在流体理论研究中的应用

概述了蒙特卡罗计算机模拟方法在现代科学研究中的地位，介绍了该方法的基本原理。该方法在流体理论研究和石油勘探开发中已经得到广泛应用，计算机模拟的使用范围和预测精度都有了较大提高。

蒙特卡罗方法及其在晶粒生长模拟中的研究进展

概述了蒙特卡罗(MC)模拟方法的基本原理及思想,介绍了当前蒙特卡罗模拟晶粒长大的主要方法和模型,综述了20年来国内外利用蒙特卡罗方法模拟晶粒长大过程,特别是焊接热影响区(HAZ)晶粒长大过程的研究进展,提出了目前研究中存在的问题及其今后发展的主要方向。