基于混合蒙特卡洛/多项式混沌展开方法的多参数随机等离子体不确定性分析

多项式混沌展开(polynomial chaos expansion, PCE)方法对于分析随机等离子体电磁传播不确定性已经展示出了相当大的潜力。然而,由于构建多项式混沌模型的计算量随着不确定性输入维数的增加呈指数增长,数值模拟耗时长,导致“维数灾难”问题。因此,本文基于非侵入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)方法,采用混合蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)/PCE方法研究了多层等离子体平板电子密度不确定性对透射系数的影响,并验证了所提出方法的实用性。与MC方法相比,本文方法可以大大加快仿真的速度,有效缓解了多项式展开项的数量随着随机变量维数的增加而快速增加的缺点,同时大大降低了MC方法的仿真次数,有利于电磁模型的多参数不确定性分析。

蒙特卡洛方法用于城镇5G基站电磁暴露安全评估

电磁暴露安全是当前5G通信在大规模商业化推广过程中需高度重视的问题.大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)和天线3D波束成形等技术在现有5G基站中已得到成熟应用,但以往传统确定性方法在评估该类基站时过于保守,很难得到准确可信的基站电磁暴露评估结果.本文在以往基于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)统计方法的5G基站电磁暴露评估模型基础上,进一步模拟构建了城镇基站小区的三维用户场景,采用电磁暴露相对因子作为衡量指标实现了更真实用户场景下的5G基站电磁暴露水平评估.结果表明,在文中给定的两类基站配置参数下,5G基站小区在最坏情况下电磁暴露相对因子计算结果最大值仅有保守确定性方法给出的电磁暴露评估结果的25%左右,说明5G基站引入大规模MIMO和波束成形技术后不仅改善了用户通信质量,同时也使覆盖区域内电磁暴露量值分布更为均匀,得到了比传统基站更低的电磁暴露水平.

Monto Carlo方法在测量不确定度评定中的应用

测量不确定度的评定决定了测量结果的可靠程度,而测量中的测量不确定度分量往往是服从各种分布的随机变量,当随机变量是非正态分布时,测量不确定度的计算公式的误差较大。本文借助于Monto Carlo(MCS)方法对测量不确定度分量进行分析处理并加以评定。仿真结果表明,该方法在测量不确定度的模型建立上具有较好的效果,且适用范围更加广泛。

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。

快中子照相在武器质量检测中的可行性研究

为研究快中子照相技术(FNR)在武器质量检测中的可行性,以公开的武器模型数据建立模拟模型,利用Monte Carlo(MC)方法对快中子照相在武器质量检测中的安全性进行评估,由评估数据得出在14.1 Me V快中子累计照射2×10~8n条件下,铀、钚两种裂变材料损伤极小。同时,参考国外研究模型和预设缺陷,设计加工了类比模型实验样品,通过实验和模拟相结合的方式对武器检测中可能出现的内部狭缝、圆孔和中心位移等问题进行研究。实验结果表明FNR可以识别5 mm钢包裹条件下的1 mm的狭缝缺陷。模拟结果显示FNR可以实现对特定厚度的特殊材料进行中心位移缺陷诊断,模拟评估和实验结果表明快中子照相技术在武器质量检测中具有可行性。

Cu/γ-Al_(2)O_(3) SCR催化剂的脱硝性能及机理:实验与理论模拟

以Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂为研究对象,采用实验、蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)及量子化学相结合的方法,探究该催化剂的脱硝性能及机理。结果表明,8-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂在573K时脱硝效率可达到98.8%,是一种高效的SCR催化剂。CuO作为Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂的主要活性组分,对NO的还原起重要作用。NH_(3)在CuO表面的吸附强于NO,这两种气体在催化剂表面的吸附均随压力的增大而增强,随温度的升高而减弱。NO还原过程中,NH_(3)分子首先吸附在CuO表面,Cu位点为吸附活性位点,相应的化学吸附能为-74.88kJ/mol。吸附的NH_(3)进一步与烟气中的NO反应,生成N2和H2O分子。

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。

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。