海平面上升对黄浦江1000年一遇高潮位影响研究——基于马尔科夫链蒙特卡罗法

为了研究海平面上升对黄浦江1000年一遇高潮位的影响,以吴淞站为代表,采用马尔科夫链蒙特卡洛法预测模拟了500组吴淞站未来30年年最高潮位序列,在序列生成过程中逐年考虑海平面上升的影响,根据生成的序列对其影响进行计算分析。结果显示,采用马尔科夫链蒙特卡洛法预测的多组吴淞站30年后1000年一遇高潮位符合P-Ⅲ分布;海平面上升能显著改变预测1000年一遇高潮位的频率分布,主要为增加较高高潮位出现的概率,降低较低高潮位出现的概率,整体上提升分布的均值。总体上,海平面上升引起吴淞站未来30年6.6 m以上1000年一遇高潮位出现的概率增加14%,1000年一遇高潮位均值抬升约4 cm。

基于马尔科夫链-蒙特卡洛法的债务抵押债券定价模拟

文章旨在通过马尔科夫链-蒙特卡洛法(MCMC)对债务抵押债券CDO进行定价模拟。以寻求CDO产品预期回收率与其预期违约率间的关系,并研究两者对债务抵押债券定价模拟的影响。研究发现,在CDO投资中,资产池中的个别资产违约,将会将违约信号和相应的信用损失传递给各个相关投资者。所以,理性控制CDO标的资产的违约风险,降低其违约概率是提升CDO资产定价的重要举措。

基于马尔科夫链蒙特卡罗模拟的金融极值风险测度

2015年底,中央经济工作经济会议首次在金融领域提出了去杠杆的要求。2017年一行三会展开了对金融领域快速去杠杆的工作,影子银行与股票市场首当其冲。影子银行概念最早由美国华尔街基金经理提出,美国学术界很多观点认为次贷危机中美国影子银行与美国股市的极值风险都很显著。在新常态之前,中国的影子银行高速增长,货币超发与资金脱实向虚显著。国内学术界对中国的影子银行与股票市场的关系也进行了一定的探索,但并没有通过建模研究二者的极值风险。本文基于马尔科夫链蒙特卡罗模拟比较了两个金融时间序列的极值风险,结果发现A股市场的极值风险大于影子银行,并提出相关建议。

基于蒙特卡罗的硫化氢吸附-扩散机理

为了明确硫化氢(H_(2)S)在煤中吸附扩散的微观动力学机理,揭示不同温度、压力对煤吸附H_(2)S分子吸附扩散特性的影响机制,基于巨正则蒙特卡罗(GCMC)、分子动力学(MD)和密度泛函理论(DFT)方法,利用Material Studio软件研究了温度在273.15~313.15 K、压力1~1 000 kPa时H_(2)S在气肥煤大分子模型中的吸附扩散特征。结果表明:温度由273.15 K升至313.15 K时,H_(2)S的饱和吸附量由38.34 mL/g降至31.85 mL/g,降低了16.93%,当压力为1 kPa时,温度对吸附量的影响最为敏感。温度为293.15 K时,压力由1 kPa升至1 000 kPa时,最可几相互作用能由-39.391 kJ/mol升至-34.301 kJ/mol,随着压力的增加,最可几相互作用能先快速增加,后缓慢增加。在吸附H_(2)S过程中,H_(2)S的等量吸附热在36.63~41.43 kJ/mol内,为物理吸附,等量吸附热随着吸附量的增加呈现出负指数变化;H_(2)S的吉布斯自由能ΔG为-3.57~-24.57 kJ/mol,吸附熵ΔS为-0.126~-0.194 8 kJ/(mol·K),随吸附量升高ΔG和ΔS的绝对值线性降低,H_(2)S的吸附自发性和系统的混沌程度均降低。H_(2)S与气肥煤的相互作用能为-492.47~-3 390.95 kJ/mol,以范德华能为主,占总能量的58.67%,以静电能为辅,占41.33%,随着吸附量的增加,相互作用能绝对值增加,吸附量与相互作用能的变化具有一致性。H_(2)S与羧基的相互作用最强,羟基次之,H_(2)S在—OH、—COOH、—C=O周围存在双层吸附。温度由273.15 K升至313.15 K,H_(2)S分子的扩散系数由1.066×10^(-10)m^(2)/s升至2.025×10^(-10)m^(2)/s,温度升高会导致原本闭合的孔吼孔道打开,增加裂隙的连通性,温度升高,增加H_(2)S分子平均自由程,使得H_(2)S扩散能力增强,H_(2)S扩散活化能为11.206 kJ/mol。H_(2)S相对体积分数分布呈现多峰结构,H_(2)S在气肥煤大分子模型中呈层状结构分布。H_(2)S的极限吸附热为42.898 kJ/mol,H_(2)S与煤体上—OH、—COOH、—C=O活性基团产生氢键作用,H_(2)S在吸附初期存在微弱的化学吸附。

基于MS-ARCH模型马尔可夫链蒙特卡罗模拟方法的我国房地产价格波动特征实证分析

文章在检验房地产价格增长率序列结构变化特征的基础上,通过构建MS(3)-ARCH(1)模型分析我国房地产价格增长率的波动特征。实证结果表明,我国房地产价格增长率波动存在明显的三区制特征,在房地产价格增长率低位徘徊阶段,房价增长率的波动性最弱,在房地产价格增长率快速下降阶段,房地产价格增长率的波动性居中,在房地产价格增长率急速上升阶段,房地产价格增长率的波动性最强。我国房价增长率序列处于中波动状态的平均持续期最长,处于高波动状态的平均持续期最短。

马尔科夫链蒙特卡罗方法浅析

介绍了马尔科夫链蒙特卡罗方法的基本过程,该方法试图直接从复杂的分布中获取模拟的样本。在当前机器学习算法中具有广泛的应用。

马尔可夫链蒙特卡罗模拟在储层反演中的应用

马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法是一种基于全局最优化技术进行地质统计学求解的方法。综合考虑地震数据、测井数据、岩性数据,对波阻抗、岩性概率分布的马尔科夫链进行蒙特卡罗模拟,从初始模拟结果出发,利用MCMC算法,模拟出多个波阻抗曲线,通过合成地震记录与实际地震记录剖面相关性,确定合理的储层参数,反演出空间上的波阻抗体及岩性体。最重要的质控手段是抽井检验,以保证模型的稳定性。MCMC方法在大芦湖油田樊18-3区块沙三中、沙三下亚段浊积砂体储层预测中取得了良好的效果。

医疗场所空气中碘-131在线探测系统模拟设计

为了实现无富集条件下对碘-131的快速精准测量,提出了针对医疗场所空气中碘-131的γ、β联合测量方法。通过Geant4建立探测系统模型,模拟研究探测系统对碘-131释放的β粒子和γ射线进行探测,其中NaI探测器和塑料闪烁体探测器分别实现对γ射线和β射线的测量。模拟计算表明,探测系统获取的γ全能峰计数、β计数与碘-131浓度之间存在线性关系。系统可首先通过获取γ能谱分析碘-131特征峰实现碘-131识别,利用γ射线全能峰计数与β射线计数之间的线性关系确定β射线贡献是否仅来自于碘-131,然后利用β射线的高探测效率进行快速测量。模拟计算探测系统测量1 h,其双3英寸NaI探测器的探测效率为1.7%,其MDC可达到19.59 Bq/m^(3),其塑闪探测器的探测效率为36%,MDC为7.93 Bq/m^(3),均显著低于38.50 Bq/m^(3)。基于γ全能峰计数和β计数的联合计算公式计算的碘-131的浓度,相对误差≤0.6%。提出的探测系统充分利用了β射线探测效率高和γ能谱能量识别能力强的优点,通过γ能谱全能峰计数和β计数测量可实现碘-131浓度的快速准确测量。

200keV V+注入花生种子深度-浓度分布的蒙特卡罗模拟

在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上,用蒙特卡罗方法模拟计算了在一维和二维近似情况下,200 keV V+注入花生种子的深度-浓度分布,得到了与实验结果较符合的曲线.并在同样初始条件和理论模型下,计算了200 keV N+注入植物种子的深度-浓度分布,为研究低能离子注入植物种子深度-浓度分布提供了一种初步的理论计算方法.

蒙特卡罗模拟在单颗粒扫描电镜-能谱定量分析中的应用研究

使用扫描电镜-能谱分析技术在10kV/1nA条件下分别对微束分析国家标准样品、K411玻璃微球和自制的颗粒标准样品进行了测试,并用CASINO程序对其进行了元素定量计算,以检验蒙特卡罗模拟在单颗粒分析中的适用性。研究结果表明:(1)无论是块状还是颗粒标准样品,CASINO程序给出的定量计算结果总体上都明显优于能谱仪自带的XPP程序;(2)相比归一化法,CASINO程序能显著地校正颗粒效应;(3)对于Cu、Zn等KαX射线荧光产额较低的元素,在其含量较低时最好使用Lα线进行定量计算;(4)对于Cr2O3等存在严重谱线重叠的样品,进行相应的重叠校正也可得到较为准确的定量计算结果。

马尔可夫链—蒙特卡罗方法与人口学研究

本文概略介绍了用于粒子物理学研究的马尔可夫链-蒙特卡罗方法(MCMC)移植到人口学这个复杂系统研究的思想和方法,同时还介绍了马尔可夫链-蒙特卡罗方法在人口学应用中的重要工具和手段,如随机数、人口分布函数、人口样本的随机抽样和用马尔可夫链-蒙特卡罗方法进行人口仿真研究的简略过程及标题式介绍了用此方法做过的一些工作。

持续裂变链引发的零维蒙特卡罗模拟

采用基于点动力学模型的零维蒙特卡罗方法,模拟计算了自发裂变中子引发条件下,超瞬发临界5c/的GodivaⅠ快中子脉冲堆内持续裂变链引发时刻概率的分布。结果表明,零维模拟程序与基于Geant4toolkit的三维直接模拟程序的计算结果一致,并与实验结果符合较好。另外,采用零维蒙特卡罗模拟方法,模拟计算了外中子源引发条件下快中子脉冲堆反应性动态加入过程中持续裂变链的引发概率。结果表明,零维方法用于反应性动态加入情形的模拟计算,其结果是合理可信的。可见,在研究快中子脉冲堆的动力学行为时,采用点动力学近似是合理的。

颗粒在液相中溶解-析出过程的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法,通过建立合理的模拟规则,对单个圆形颗粒在液相中被溶解并形成溶质、溶质扩散、以及溶质析出等过程进行模拟。模拟结果表明:颗粒溶解度随模拟时间延长而逐渐增加,液相中的溶质浓度相应趋于饱和;升高模拟温度会加快颗粒的溶解速率,使溶质在液相中达到饱和所需要的时间缩短,饱和浓度值相应增加;尺寸越小的颗粒表现出越高的溶解活性,通过对不同初始尺寸的颗粒在液相中达到溶解平衡过程的模拟,所得平衡尺寸及饱和浓度之间的关联性与Gibbs-Thomson关系较为吻合。上述模拟结果均与实际溶解情况较一致。

基于Nested Logit模型和蒙特卡罗法的通勤者活动链模拟

为改进传统出行模型难以解析个体活动出行全过程和各阶段前后关联性不足等问题,建立了通勤者个体活动链模拟模型。应用相关性分析等统计学方法研究了2 434个通勤者有效样本的活动选择相关影响因素,以此为基础建立以活动性质和发生时段为分层依据的两阶段Nested Logit模型,并通过蒙特卡罗法模拟通勤者的活动选择行为,结合具体活动类型选择和发生时段生成个体活动链。结果表明,两阶段Nested Logit模型具有较高拟合度和较好的整体性,能够刻画活动性质和发生时段对个体活动出行的双重影响规律,研究成果可为动态模拟个体活动链选择行为提供一种新的途径。

蒙特卡罗模拟优化β-内酰胺类药物治疗尿路大肠埃希菌感染的给药方案

目的:根据药动/药效(PK/PD)理论,应用蒙特卡罗模拟评价β-内酰胺类抗菌药物对尿路大肠埃希菌感染的治疗效果,获得优化的给药方案。方法:筛选2016年7月～2016年12月(2016年组)和2017年7月～2017年12月(2017年组)的尿路大肠埃希菌感染的病例,选择头孢他啶、哌拉西林他唑巴坦、亚胺培南、美罗培南等4种β-内酰胺类抗菌药物进行蒙特卡罗模拟(10 000次),获得累积反应分数(CFR)进行给药方案的评估。结果:头孢他啶2 g,1次/d的CFR较低,未达到70%;哌拉西林他唑巴坦4.5 g,1次/8 h的CFR>70%,为有效的治疗方案;亚胺培南0.5 g,1次/8 h和美罗培南0.5 g,1次/8 h的CFR值均>90%。结论:对于尿路大肠埃希菌感染,哌拉西林他唑巴坦4.5 g,1次/8 h为有效给药方案,产ESBLs大肠埃希菌引起的尿路重症感染可首选亚胺培南或美罗培南进行治疗;头孢他啶对尿路大肠埃希菌的效果不理想。

基于拟蒙特卡罗模拟法的电-热联合系统概率能量流分析

电-热联合系统中分布式可再生能源出力波动大、电和热负荷随机变化。建立电-热联合系统含不确定性的稳态能量流模型。通过Sobol点列构造低偏差点列,基于拟蒙特卡罗模拟法对随机变量抽样,考虑随机变量之间的相关性,求解电-热联合系统的概率能量流。算例表明所提方法收敛稳定性好,为后续研究电-热联合系统安全分析奠定了基础。

用蒙特-卡罗模型模拟铪等离子体光谱

阐述了中间耦合情况下的Monte Carlo理论模型.在局域热动平衡条件下,用Monte Carlo模型模拟Hf等离子体复杂光谱的部分光谱:类锆铪的光谱.其主要方法是:由未分辨跃迁阵(UTA)方法计算出类锆铪等离子体的4d4-4d35p束缚束缚跃迁阵的谱线数目,从高斯分布中随机确定每条谱线的能量,再根据完全中间耦合时能量与强度的关系来确定每条谱线的强度,从而模拟未分辨跃迁阵Hf32+4d4-4d35p的光谱线.

纳米粒子对无定形聚乙烯网络中链形变与增强作用的蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟（Polymer

对于球形填料粒子以立方晶格排列或在空间中无规排列两种情况下对无定形PE网络的增强作用进行了模拟。首先着眼于粒子排列类型对聚合物链的微观性质的影响上，具体地说，用蒙特卡罗旋转异构态模拟方法(MC—RIS)来预测由于填料粒子的体积排除效应导致的链构象分布函数的变化以及由于这些变化导致的复合物弹性性能的变化。

直接模拟蒙特卡罗羽流模拟的两相作用模型

为了数值模拟包含气体分子和凝相颗粒的两相羽流场,使用自主开发的羽流计算软件(PWS)对两相作用模型进行研究。计算均匀气流对颗粒的加速过程,结果与理论解一致,证明气体分子对颗粒的单向作用模型合理。计算气体分子在颗粒表面的反射时,将全局坐标系转换到颗粒坐标系确定其法线,再转换到法线坐标系进行镜面反射或漫反射。将这种间接法与使用反射向量的分布函数的直接法进行了对比。对同一个气体分子在颗粒表面的反射进行1×106次数值试验,两种方法所得镜面反射的速度向量均符合空间均匀分布,漫反射的速度向量分布相互一致。使用两种方法模拟150N液体火箭发动机的两相羽流场,所得气相羽流场几乎相同,间接法计算效率较高。液滴颗粒对气流场的影响主要集中在轴线附近,与无液滴的气流场相比,有液滴时会使气流温度升高、压强增大、马赫数减小。

引信机构旋转偏心的蒙特卡罗模拟

旋转偏心是旋转弹引信机构工作特性分析与计算的重要参数。为了得出引信机构旋转偏心的具体数值,以某引信球转子机构为例,对其旋转偏心所涉及的方向随机的矢量尺寸链进行了详细分析,应用蒙特卡罗法对旋转偏心进行了模拟计算,计算过程中涉及了作为组成环之一的采用相关原则标注的同轴度,并将模拟结果与极值法和概率统计法所得结果进行了对比分析。模拟结果表明:引信机构旋转偏心数值为近似于瑞利分布的偏态分布,最小值大于零,而其方向角为关于0°的对称分布,但并非均匀分布,也非正态分布。