海上油田脉冲中子–中子测井蒙特卡罗方法模拟研究

脉冲中子–中子(PNN)测井受管柱、地层物性和地层流体等诸多因素的影响,无法准确提取测量到的地层宏观俘获截面,从而影响剩余油饱和度的计算。根据海上油田的实际生产情况,针对其复杂的管柱结构、更大的地层水矿化度变化范围、泥质含量以及孔隙度等因素,基于蒙特卡罗方法进行了相应的数值模拟。通过对各因素模拟的响应结果分析,在三层管柱、泥质含量高于20%的条件下时仪器测量精度不高,为了更加准确地提取地层宏观俘获截面,通过分析研究给出了取道建议,为精细评价地层剩余油饱和度提供一定的理论依据。

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.

晶粒生长过程的蒙特卡罗模拟方法

计算机模拟晶粒生长所用的模型及模拟方法大体可分3种:蒙特卡罗(MonteCarlo)方法或改进的蒙特卡罗方法(简称MC法)、使用连续扩散界面场模型以及将细胞状的晶粒结构看作Laguerre棋盘形布局来处理的Laguerre模型。特别是应用于模拟焊接热影响区(HAZ)晶粒长大的二维和三维过程取得了较好结果,但在生长模型的边界处理等方面有待继续完善,特别是晶粒生长与晶化温度、时间、气氛等参数密切相关,这种复杂工艺条件下的晶粒生长过程的模拟,是当前该领域正待解决的难题。

用蒙特卡罗模拟方法检验RSI指标的有效性

为了验证在股票买卖时通常所采用的RSI指标(相对强弱指标)是否有效,采用蒙特卡罗方法对其进行模拟。分别随机生成符合三种正态分布的各750个数,作为三年中符合盘整、牛市、熊市三种情况下的收益。根据所生成的收益计算出相应的RSI值,对于出现超买区以及超卖区之后三个月内所能得到的收益情况进行统计分析,并且将以上过程重复一千次从而得到统计上的结果,以检验利用RSI指标值进行买卖的操作是否能够帮助投资者获取更大收益。

社会稳定风险定量分析方法新探讨——基于蒙特卡罗模拟的社会稳定风险定量分析

"综合风险指数法"是目前社会稳定风险定量分析中比较常见的方法,但该方法没有体现风险的"不确定性",同时,其加权作用会"稀释"某些重要风险在项目整体风险中的作用。本研究首先将单因素风险和项目整体风险都视为随机变量,用三点估算法去定量估计单因素风险,并构造项目整体风险和单因素风险相关关系的风险决策函数,然后,基于蒙特卡罗模拟方法完成项目整体风险的定量分析。通过案例分析对该方法的有效性进行验证,结果表明能够定量评估项目的整体风险等级,同时能够获得项目属于高中低各风险等级的概率,使风险评估更全面。

基于直接模拟蒙特卡罗方法计算单一气体及二元混合气体的平均自由程

运用直接模拟蒙特卡罗方法研究了单一及二元混合气体在平衡态时气体内部分子间的相互碰撞过程。采用可变硬球模型及可变软球模型两种分子间碰撞处理模型对单一及二元混合气体分子平均自由程、单位时间单位体积内碰撞次数在模拟温度为300~20000 K之间进行了模拟计算。为了检验这两种模型模拟计算的精确性,将其结果与对应模型下的理论计算结果进行比较,表明单一气体的模拟结果与理论计算结果相对偏差不超过0.7%,混合气体相对偏差不超过1.5%。同时将上述两种模型的模拟结果与传统硬球模型的计算结果进行比较,发现在硬球模型下,气体分子平均自由程在宽温度区间与其他两种模型相比有较大的误差,而单位时间单位体积内气体分子的碰撞次数与模拟温度的二分之一次方成正比,当模拟温度高于300 K时,其结果大于另外两种模型下的结果。

基于蒙特卡罗模拟方法的多能X射线二次转换靶研究

在X荧光分析中,大多数二次转换靶由纯元素组成,每次测量针对待测样品中一种元素的特征谱,而为了对样品中各种元素进行测量,需要多次更换靶材.基于计算粒子输运过程的蒙特卡罗模拟方法实现对多能X射线二次转换靶的研究,该多能二次转换靶的靶材可以由2种及以上元素组成,每种靶材元素都能产生相应的特征X射线,能够实现对2种及以上元素的同时测量.以同时测量大米中的元素Cd和As为例,建立透射靶激发装置模型.模拟实验结果可知,转换靶中元素的面积越大,则对应激发的待测元素特征X射线的计数率越高,相当于通过损失单一元素转换靶对应待测元素的计数率来实现提高多能转换靶对应多种待测元素计数率的最低值.该多能X射线二次转换靶为减少测量的时间和次数且实现多种元素的同时测量提供了参考.

开式空腔流动的蒙特卡罗直接模拟

蒙特卡罗直接模拟(Direct Simulation Monte-Carlo)方法是一种基于分子动力论的随机性数值模拟方法,它在各类稀薄气体流动模拟中得到了广泛应用。本文首先讨论了DSMC方法的基本原理,引用文献结果论述了DSMC方法与Boltzmann方程的内在一致性,采用DSMC方法从分子运动论层次对过渡区开式空腔流动进行精细模拟,再现空腔内旋涡的形成及发展过程,了解复杂流场的流场特性。模拟和分析了空腔的形状(展弦比)、壁温以及Knudsen数(稀薄性)等因素对空腔内流动和旋涡结构的影响。研究表明,空腔的展弦比、壁面温度以及流动Knudsen数等因素对空腔内旋涡的大小、形状、位置、个数都有极大的影响,应用DSMC方法可以真实再现稀薄条件下的开式空腔流动。

顺抗磁性混合气体在梯度磁场中流动的蒙特卡罗直接模拟

以氧气和氮气的混合气体为研究对象,运用蒙特卡罗直接模拟方法模拟了顺抗磁性混合气体在高梯度磁场中的流动情况,并把模拟计算结果与已有的实验结果之间进行了对比分析．模拟结果表明:磁场强度与梯度乘积由100T2·m-1增加到1000 T2·m-1时,氧体积分数增量由 0．12％增加到1．89％;混合气体温度由283 K升高到333 K时,氧体积分数增量由0．4％减小到 0．1％;混合气体中氧气的初始体积分数由20％增加到30％时,氧体积分数增量由0．12％增加到 0．59％;压力的变化对氧体积分数的变化几乎没有影响．

蒙特卡罗法在产品营销风险分析中的应用

用蒙特卡罗方法(利用计算机产生大量随机样本,然后对这些样本结果进行概率分析,从而来预测结果的一种随机模拟方法.)模拟了一例产品营销中的收益和风险,直观地再现了营销活动中的假设和由此产生的结果,尤其是在关注风险发生概率时.本文展现了该方法在作营销风险预测时的一些基本处理技巧和在计算机上的实现,为决策者提供了可行性分析.

基于蒙特卡罗法的水下激光光幕探测性能研究

为了提高水下激光光幕的探测性能,根据水下光束传播规律,构建了水下激光光幕探测模型,基于蒙特卡罗模拟方法对水下激光光幕探测性能进行研究。基于水下激光光幕探测模型,利用MATLAB软件进行仿真,分析海水衰减系数、初始功率及传输距离对水下激光光幕传输的影响。仿真结果表明:海水的衰减系数越小,水下激光光幕传输率受到的影响越小。海水参数和传输距离一定时,随着初始功率的增加,只会影响到达探测端的最终功率,但对传输率影响不大。当海水衰减系数一定,传输距离为1 m时,其传输率约为15%且变化稳定;当传输距离增加到30 m时,传输率在5%以下。

考虑原子亚稳态的镥金属蒸发过程模拟研究

镥-177是目前全球医用同位素的研究热点之一,可使用通过电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)辅助生产和加工的镥-176经由反应堆辐照制得.金属蒸发过程是EB-PVD的重要一环,金属原子蒸气的各宏观特征量分布将直接影响后续的沉积镀膜过程.本文基于直接模拟蒙特卡罗方法,将原子亚稳态引入碰撞假设,建立了金属蒸发过程的二维和三维模型,对是否考虑镥原子亚稳态的金属蒸发过程中各宏观特征量进行分析比较,并对中心处宏观特征量随狭缝开口大小和蒸发源表面温度的变化特点进行讨论.研究结果表明,原子亚稳态会导致经过束流装置的金属原子蒸气数密度降低、运动速度和速度的离散程度上升,同时狭缝开口大小和蒸发源表面温度均会引发金属原子蒸气宏观特征量分布的变化.在二维模型基础上进行的三维模拟结果与其变化一致,本工作可为电子束金属蒸发过程的实验研究提供参考和指导.

放射外照射事故剂量重建中的蒙特卡罗模拟方法

目的 建立放射外照射事故剂量重建的计算机系统。方法 基于MIRD的人体及其器官的数学模型 ,采用蒙特卡罗 (MC)方法 ,结合放射事故的受照模式 ,建立放射外照射事故剂量重建的计算机系统。结果 成功研制了放射事故剂量重建的计算机系统。用这个系统计算了河南省6 0 Co放射事故危重病人的剂量 ,其计算结果与实验模拟测量和生物剂量检测结果十分一致。结论 本系统方便、快捷 ,它不但可估算事故受照人员的器官剂量和全身剂量 ,而且也能用于事故早期剂量的估计。

激冷室内气体穿越液池过程气液固三相的数值模拟

水煤浆气化炉激冷室内合成气穿越液池过程是复杂的气液固三相的流动过程,该过程起到合成气的进一步冷却及其所含凝渣捕集的作用。将欧拉和拉格朗日方法相结合,用VOF模型跟踪气液界面,用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)计算颗粒碰撞。对含渣气体穿越液池的气液固三相流动过程进行了数值模拟,探讨了不同粒径、气流速度以及下降管出口淹没深度对气液流场以及对固体颗粒分离的影响。研究表明:气体出下降管后做流动方向急剧突变的流动,穿越过程气液形成具有一定周期的波状流动;含尘气体穿越液池过程对颗粒具有较高的捕集效率;颗粒的捕集效率随着粒径的增大而提高;随着气流出流速度以及下降管出口淹没深度的增加,液体的扰动加强,产生更多的液滴,有助于颗粒捕集效率的提高,但气流速度及淹没深度对颗粒捕获效率的影响逐渐减弱。

直接模拟蒙特卡罗方法在CFD冲蚀预测中的应用

为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。

应用于DSMC方法的直角网格技术

研究了应用于直接模拟蒙特卡洛DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)方法的直角网格技术.通过对边界三角形表面微元进行统计,建立直角网格缺陷单元与表面微元之间的映射关系,并进一步将缺陷单元区分为一级缺陷单元以及二级缺陷单元,同时结合可变时间步长技术,从根本上解决了在DSMC方法中利用直角网格技术贴体光滑地匹配复杂几何型面的问题.给出了相应的自适应网格调整方法.基于以上策略,编制了通用DSMC计算程序RGD-Tool(Rarefied Gas Dynamic Tool).利用RGD-Tool程序对典型的圆球绕流以及无限薄斜挡板绕流两个算例进行了验证计算,结果表明所讨论直角网格技术是有效的.

基于人工神经网络的一种效度凭证求取方法

针对基于统计学的效度凭证求取方法所存在的问题,提出了基于人工神经网络的效度凭证求取方法。蒙特卡罗模拟实验和对实际数据的分析表明,当测验分数和效标分数为单变量且非线性关系时,或者测验分数和效标分数为多变量时,运用神经网络方法可以比统计学方法更好地求取心理测验效度的基于和其他变量关系的凭证。

多元混合气体中非线性声衰减的数值模拟

采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)对多元混合气体中的非线性声衰减进行数值模拟,提出了一种不依赖于经验参数的声衰减的理论预测模型。通过DSMC数值模拟方法获得了包括氮气、氧气、二氧化碳、甲烷和水蒸气在内的多种多元混合气体的声衰减谱,研究的声波频率范围从8MHz到232MHz。与弛豫衰减的DL模型和经典衰减的Stokes-Kirchhoff公式的结果比较表明,该模型的声衰减预测结果与之相符,其预测精度取决于对产生声衰减的分子碰撞过程的正确认识。另外数值模拟结果还表明,不同频率声波的声衰减对包含不同气体成分的混合气体特征不同,这将使得开发能够定量的检测不同环境和过程中的气体成分的智能声气体传感器成为可能。

应用于DSMC方法的二维Voronoi网格技术

研究了Voronoi网格技术并将其应用于直接模拟蒙特卡洛DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)计算.基于Dirichlet镶嵌与Voronoi图理论,Voronoi网格利用特征点表征网格单元,具有建立粒子与网格单元之间映射关系的独特算法,适合于DSMC方法的统计特点.在剔除过于靠近边界的特征点以及必要情况下边界细化的基础上,通过区分由边界节点表征的非完整Voronoi网格单元以及由计算区域内镶嵌点表征的完整Voronoi网格单元,解决了Voronoi网格的二维边界匹配问题.Voronoi网格技术支持自适应DSMC计算.映射效率对比表明,Voronoi网格的DSMC计算效率高于三角形网格,低于多级直角网格.通过MEMS微喷管流动数值模拟,验证了Voronoi网格技术在DSMC方法中的有效性.