蒙特卡罗法在天然气水合物资源量计算中的应用

天然气水合物甲烷资源量的估算是天然气水合物研究中的热点问题。运用体积法计算含水合物沉积物中的甲烷资源量时,存在参数赋值不确定的问题,从而影响了计算结果的可信度。采用蒙特卡罗法,通过计算样本的频率可以较好地评价和描述计算结果的信度,弥补体积法的不足。对采用蒙特卡罗法估算甲烷资源量的原理进行了分析和探讨,并以麦肯齐三角洲和南海海域水合物为例,计算了水合物赋存区的甲烷资源量。

蒙特卡罗算法模拟计算放射治疗加速器建成区深度剂量和半影剂量的研究

目的:对比研究蒙特卡罗(MC)算法模拟剂量数据、试验测量剂量数据以及仪器公司提供的剂量数据,分析研究剂量差异,探讨仪器公司提供的相空间文件(PSF)作为程序输入源的可行性。方法:使用瓦里安公司提供的Truebeam和IX机型的PSF,模拟4 cm×4 cm和10 cm×10 cm射野剂量分布,将模拟与装机测量得到的剂量分布与官方提供的剂量数据进行对比分析。结果:两种射野下,3种剂量数据的百分深度剂量误差较小,但在建成区存在不同大小误差;在5 cm、10 cm深度处,射野中心区离轴剂量符合度较好,半影区离轴剂量存在一定差异。结论:不同方法得到的百分深度剂量及离轴剂量分布,随着深度不同以及离轴距离远近存在一定误差,在研究这两种剂量分布时,可根据课题内容得到准确的研究结果。

基于GERT-MC的飞机起落架故障风险传递分析

为解决风险随机性大、多因素交互的飞机主起落架系统（AMLGS）故障问题,构建图示评审技术-蒙特卡罗（GERT-MC）故障风险传递模型;利用GERT网络中并联结构、自环结构和环路的简化规则,以及蒙特卡罗方法,设计仿真求解算法;以某飞机主起落架为例,用上述算法计算其总体风险度、确定关键风险环节,并与解析法计算结果对比。研究表明：该模型具有与解析法同样的解算精度,且具有更好的可信性,利于加强飞机维修监控的针对性。

基于差分格式的SOR-MC高效计算

随着研究的深入,仿真的计算量爆炸式地增加,提高计算效率显得尤为重要。分析了蒙特卡洛法(MC)与差分法的逐次迭代(SOR)的优缺点后,本文提出了一种新型的混合算法SOR-MC,利用蒙特卡洛法(MC)随机游动为逐次迭代(SOR)构造一个初始迭代值,提高求解速度。并利用变网格精度进一步改进SOR-MC算法。通过多个数值试验验证了混合算法及其改进能大大减少了迭代次数,有效地提高了计算效率。

基于最大熵和仿真的导弹装备备件需求预测

针对小样本条件下确定导弹装备故障数据统计分布的困难,基于最大熵原理与概率加权矩建立了统计分布函数估计的新方法及其实用的数值计算方法。将概率加权矩引入导弹装备寿命分布建模的新方法,克服了基于经典矩在小样本量下统计估计的大偏差问题。其次,针对导弹装备在工作、停机期间及备件在储备期间均可能发生故障或失效的情况,建立了基于保障度的间断工作导弹装备备件需求量预测模型。最后,在建模基础上,分析了仿真流程,规划了仿真步骤。示例仿真结果与解析方法计算的结果吻合较好,表明了仿真模型的适用性和有效性。

先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计对蒙特卡罗方法的要求

在分析M310堆型核电站辐射屏蔽设计中由于工具限制存在的问题以及“华龙一号”堆型核电站辐射屏蔽设计提出的要求的基础上,从程序界面、输入接口、计算功能和辐射场应用扩展4个方面提出先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计对于蒙特卡罗(MC)方法的要求。MC方法在“华龙一号”辐射屏蔽优化设计的应用实践表明,基于MC方法的计算程序在程序界面、输入接口和辐射场应用扩展方面进一步提升之后,可在先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计方面发挥巨大的作用,显著提升核电站辐射屏蔽优化设计的水平。

压水堆辐照监督理论计算的加速方法及验证

为了改善传统压水堆辐照监督理论计算方法中需要多次物理建模和粒子输运计算及计算效率低的问题,本文基于蒙特卡罗(MC)方法和离散纵标(SN)方法耦合的正向权重一致共轭驱动重要性抽样(FW-CADIS)方法,建立了针对压力容器辐照监督管中子注量计算的加速方法。在某CPR1000机组中开展了计算精度和计算速度的影响因素研究,验证了该方法在不同堆芯参数下的适用性,给出了SN输运模拟参数的建议值;在某CPR1000机组中开展了验证与确认,结果表明,该方法与直接MC方法相比,中子注量率计算的品质因子(FOM)提高约95~181倍;中子注量计算结果与实测测量值的相对偏差不超过8%。因此,本文研究的辐照监督理论计算方法可以较好地提高该问题的计算效率,同时满足工程应用中的计算精度要求。

用漫反射光谱校正组织自体荧光光谱的研究

利用漫反射光谱所含信息来消除组织对自体荧光散射和吸收的影响 ,从而提取出组织的固有荧光光谱。利用蒙特卡罗 (MC)方法分析组织的荧光失真因数曲线和漫反射光谱之间的关系 ,发现两者的曲线形状基本相同 ,并以胃肠正常和癌变组织的漫反射光谱来校正实验获得的自体荧光 (L IAF)光谱。最终得到的固有荧光光谱体出了组织的生化信息变化。

推力室冷却通道结构可靠性仿真及参数敏感性分析

为了准确高效评估液体火箭发动机推力室身部再生冷却通道的结构可靠性,建立了基于有限元热结构耦合计算的结构可靠性仿真流程。考虑发动机干扰因素、身部结构尺寸及内外壁材料性能的随机性,利用Monte Carlo(MC)仿真和Epps-Pulley(EP)检验确定危险点的等效应力分布,根据基于参数估计区间的应力-强度干涉模型及点估计下限和Lindstrom-Maddens(L-M)法,确定冷却通道结构可靠度置信下限,并进行参数敏感性分析。结果表明:该结构可靠性仿真能够确定内壁失效的危险点,得到工程上更具实用价值的可靠度置信下限;外壁的强度裕度远大于内壁,冷却通道的结构可靠性取决于内壁;提高推力室燃烧效率或选用导热率稍低,而强度更高的内壁材料,是提高冷却通道结构可靠性的有效途径。