基于QbD理念和蒙特卡洛抽样法的小儿消食颗粒提取工艺及成本函数优化研究

目的基于质量源于设计(quality by design,QbD)理念,结合蒙特卡洛抽样法,构建小儿消食颗粒(Xiaoer Xiaoshi Granules,XXG)提取工艺最优参数。方法采用鱼骨图对XXG提取工艺的关键工艺参数(critical process parameters,CPPs)进行筛选,通过正交试验探究CPPs对关键质量属性(critical quality attributes,CQAs)的影响,进一步,采用Box-Behnken设计试验对提取工艺持续优化并验证,根据试验结果,结合蒙特卡洛抽样法,建立稳健设计空间,并构建成本函数,计算得到其在稳健设计空间范围内的最佳提取工艺参数。结果确定CPPs为第1次加水倍量、第2次加水倍量和提取时间;CQAs为总固体提取量、总黄酮提取量;XXG提取工艺稳健设计空间参数范围为第1次提取水倍量10.8~14.0倍,第2次提取水倍量10.8~14.0倍,提取时间72.0~81.4 min;依据成本函数计算得到的最佳提取工艺为第1次提取水倍量13.9倍,第2次提取水倍量11.9倍,提取时间81.4 min,总固体提取率为230.1 mg/g,总黄酮提取率为5.1 mg/g,与正交试验优化得到的提取方法比较,提取成本降低了11.82%。结论基于QbD理念和蒙特卡洛抽样法优化得到的XXG提取工艺参数具有可行性,且提取成本经过持续优化后有所降低,为中药制剂工艺开发参数精确化,工艺高效化研究提供参考价值。

欧式敲入期权的蒙特卡洛定价法改进——蒙特卡洛重要抽样法

作为界限期权之一的欧式敲入期权,用普通的蒙特卡洛模拟法定价并不能有效地减小样本估计方差,影响了估计的精确度,而最新发展起来的蒙特卡洛重要抽样法克服了这一难题。介绍了蒙特卡洛重要抽样法及其基本思想,并开创性地将该方法应用到欧式敲入期权的定价过程,将结果与普通蒙特卡洛模拟结果对比,有效验证了该方法在界限期权定价中的优越性。

基于蒙特卡洛重要抽样法的结构时变可靠性分析

针对蒙特卡洛法求解效率低的问题,提出一种基于蒙特卡洛重要抽样法的结构时变可靠性分析方法。首先,该方法通过对时间离散的方式,使随机过程转换为随机变量,将原时变可靠性问题转换为常规时不变体系可靠性问题;然后通过一次2阶矩法求解转化后的模型,得到随机变量在各时刻下相应的最可能失效点,接着随机变量在MPP点处采用"重要抽样法"进行采样;而后将获得的样本点代入功能函数中进行计算,累计结构失效的次数,求得结构的失效概率;通过3个数值算例的计算分析,证明本文方法的有效性。

基于改进最优覆盖法的变电站无功补偿不等容分组优化配置

针对变电站无功补偿不等容分组优化配置问题,提出一种基于改进最优覆盖法的优化分组方法,获取变电站典型日无功需求曲线,总补偿容量为无功需求最大值,并进行电容器补偿容量的最优覆盖。再利用蒙特卡洛抽样法计算无功失配面积,并转化成年损耗费用,且为协调电容器组无功调节能力与控制策略复杂度之间的矛盾,定义档位系数指标加入投资成本,建立年损耗费用与投资成本之和最小的无功优化数学模型。采用改进遗传算法进行求解,得到电容器组各类型容量及其对应组数,用以指导变电站无功优化配置。与最优覆盖法及分段-聚类法相比,所提方法有效可行。

石头坪景区边坡几何形态对稳定可靠度的影响分析

兰州金城公园石头坪景区提升改造工程存在大量的自然边坡和人工边坡。因边坡土体物理力学参数存在变异性,采用了蒙特卡洛随机抽样法和极限平衡法按不同坡高及坡度计算分析了边坡稳定可靠性指标及其变化规律,结果表明在景区实际坡高、坡度范围内边坡是稳定可靠的,适宜景区建设,但当坡高、坡度达到实际范围的最大值或超范围时,边坡处于基本稳定或欠稳定状态,建议采取加固措施。

样本重复使用失效响应曲线分析结构可靠度方法

用基于样本重复使用失效响应曲线逼近法,为充分利用迭代过程中的样本点,提出了样本重复使用的思想,并由此发展出一种结构可靠度的计算方法.利用可靠度指标作为收敛条件,从迭代收敛后的所有样本点中选取靠近失效界线处的样本点构造失效曲线响应函数,最后通过蒙特卡洛抽样的方法计算可靠度.多个算例表明:该响应函数避免了对传统意义上的功能函数响应面的模拟,降低了模型维数,又由于适当地引入了带交叉项、具有曲线旋转功能的响应函数,因此能够很好地逼近失效曲线,有效地提高可靠度计算精度.

格构锚杆支护下的黄土高边坡稳定性可靠度及敏感性分析

为全面、客观地评价兰州南绕城高速公路黄土路堑高边坡的稳定性,将土体参数视为随机变量,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)随机抽样法和极限平衡法,按不同置信度区间计算边坡稳定性系数的平均值、可靠度指标、失效概率.结果表明,无支护结构的路堑高边坡在天然工况和暴雨工况下分别处于较稳定和不稳定状态,而加格构锚杆支护后的路堑边坡处于稳定状态,达到了一级工程安全标准.另外,研究表明边坡的稳定性系数对土体的内摩擦角φ最敏感,其次是黏聚力c,而对重度γ不敏感,且稳定性系数与c和φ均呈强正相关,而与γ呈弱负相关.