内壁多凸起炉膛对增强辐射换热强度的Monte-Carlo方法计算

用Monte-Carlo方法对内壁多凸起炉膛增强辐射换热强度的作用进行了定量计算,并讨论了炉膛内壁黑度、内壁凸起物的排列方式、凸起物高度等因素对辐射换热强度增强程度的影响。

基于逆向Monte Carlo法的腔内小接受体红外辐射传递研究

针对MC方法在计算三维大辐射腔内小接受体所受到辐射时存在的耗时长难收敛等问题,采用三维逆向能束跟踪MonteCarlo方法(BMC),结合CFD数值模拟技术,分析了不同介质参数以及燃烧工况下,腔体内不同高度上红外辐射能传感器所接受的辐射能特性,并与正向MC方法进行了对比。模拟计算结果表明:BMC方法对于处理小接受体大发射源辐射传递问题具有明显的时间优越性,同时该方法可以用于基于辐射能的腔体内燃烧过程分析。

吸收体材料水等效厚度比的能量依赖对MLIC测量结果影响的模拟研究

多层平板电离室(Multilayer Ionization Chamber,MLIC)能够对质子深度剂量分布进行快速测量。研究吸收体水等效厚度比(Water Equivalent Ratio,WER)的能量依赖,对提高MLIC的测量精度有重要意义。采用上海先进质子治疗装置(Shanghai Advanced Proton Facility,SAPT)固定束治疗室的束流源参数,使用蒙特卡罗方法,通过与实测积分深度剂量曲线进行对比,验证模拟环境的准确性,并计算铝、PMMA和FR-4三种吸收体材料在不同能量和不同厚度下的WER。利用不同能量质子束入射采用不同吸收体材料的MLIC,计算相应的积分深度剂量分布及特征参数。模拟计算结果表明:在临床质子放疗能量范围内,WER的能量依赖会影响MLIC获得的深度剂量分布射程参数的测量,其影响超过60%,而对布拉格峰宽度和远端剂量跌落区的影响较小。采用合适的WER值可减小不同吸收体MLIC与参考MLIC在深度剂量分布特征参数上的差异,其中聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)的射程差异可减小至0.220 mm。研究结果对测量质子治疗深度剂量分布的MLIC相关设备的开发设计和实验测试具有重要的指导价值。

混响室的概率统计分析方法及其蒙特卡罗模拟

提出了一种研究混响室问题的理论分析方法,从理想混响室的离散概率模型出发,采用蒙特卡罗模拟来获得室内电磁场量及其相关物理量的概率统计特性。运用该方法获得了混响室内若干场量(均为归一化值)的概率密度函数、室内一段均匀无耗单导体传输线的负载平均耦合截面及负载电流响应模值的概率分布,所得结果与已有文献给出的结果(包括由解析公式计算或测量所得的结果)吻合良好。由于蒙特卡罗方法的普适性,采用该方法可以获得任意待分析参量的全部概率统计特性(只要样本数足够大)。同时该方法无需针对具体混响室进行,只要在其测试区域能较好地与理想混响室的基本概率模型相吻合,就能给出较精确的计算结果,且其计算量远远小于基于全波分析的蒙特卡罗方法。

蒙特卡罗法在水闸闸室可靠度分析中的应用

针对闸室可靠度分析采用蒙特卡罗法进行数值模拟,结果表明对于闸室抗滑稳定功能函数,不同变量的均值、变异系数、分布类型对其可靠度指标有不同的影响。

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。

多级反射镜阵列Monte Carlo法误差合成与统计分析

本文研究的傅里叶变换红外光谱仪利用两面多级反射镜阵列替代时间调制型傅里叶变换光谱仪中的平面反射镜,以多级反射镜阵列对干涉图数据进行二维采样,从而减小系统的体积并增加系统的稳定性.由于多级反射镜阵列在其制作过程中加工精度的限制,各子反射镜之间会存在厚度偏差ε与角度偏差θ,这将影响到采样干涉图的光强分布与复原光谱的质量.本文将各子反射镜的ε与θ作为随机变量,利用Monte Carlo方法对傅里叶变换光谱仪中所有子反射镜的误差项进行合成,并通过对误差合成后光谱误差因子Q的统计分析来评价子反射镜的各误差项对复原光谱的影响.统计结果表明,Q的统计均值随着σε与σθ的增加表现为一单调递增的曲面,且与两个偏差之间具有准线性关系.依据对Q的统计分析,可以确定多级反射镜阵列各子反射镜ε与θ的容限.

超燃发动机燃烧室壁面辐射热流的预测分析

采用蒙特卡罗法结合Edwards指数宽谱带模型模拟计算了超燃发动机燃烧室内的辐射换热.燃烧产物由二氧化碳、水蒸汽与其它非辐射性气体组成。计算中,考虑了压力、温度、组份含量对辐射性气体光谱吸收系数的影响.通过计算,获得了燃烧室壁面的辐射热流分布.研究结果表明,燃烧室内高温高压燃气的热辐射作用很强,壁面辐射热流可达到2.2×10~5W/m^2.

用蒙特卡罗方法研究球形充气电离室的能量响应特性

环境γ辐射监测用的电离室要求平能量响应。为使球形不锈钢充氩电离室能够达到能量响应指标要求,采用蒙特卡罗方法对充气电离室壁、充气气体、收集极、屏蔽材料、屏蔽厚度及屏蔽面积等因素进行模拟计算．为改善球形充气电离室的能量响应特性和拓展其最低探测能量提供依据。

六自由度并联机构位姿调整灵敏度分析

文章针对六自由度(6DOF)并联位姿调整机构,构建一种基于杆–台夹角的误差传递新模型,建立了位姿调整与杆长驱动控制间的对应关系,并基于对误差模型中传递矩阵的奇异值分解,提出位姿–杆长灵敏度分析方法。最终通过仿真验证了该方法的有效性。与传统方法相比,文章提出的方法运算更为简单,可快速得到机构的灵敏度特性,从而为六自由度并联机构构型设计及其杆长控制精度要求分析提供理论依据。

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对^(60)Co和^(137)Cs源的空气吸收剂量率因子

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对60Co和137Cs源的空气吸收剂量率因子,并在标准参考辐射场中进行对应刻度。计算和刻度结果表明:对137Cs点源,高气压电离室空气吸收剂量率因子的计算值与刻度值间的相对偏差为0.65%;对60Co点源,两者之间的相对偏差为-5.5%。计算值与刻度值在不确定度内一致。

ω型燃烧室辐射热流量的计算模型及研究

提出了一种计算ω型燃烧室火力面辐射热流量分布的数学方法。计算用蒙特卡洛法不直接求解辐射能量方程的多重积分 ,而是通过构造概率模型 ,计算积分的统计值 ,能很好地用于计算复杂形体的空间辐射角系数。并结合气缸内辐射多区多维模型 ,将ω型燃烧室进行数学逼近处理 。

扫描镜非接触式检测系统的位置误差分析

为了满足非接触式扫描镜检测系统的位置检测精度要求,分析系统各误差源对扫描镜位置检测精度的影响,制定详细的系统总体误差分配方案。分析系统的主要误差源,根据系统相关参数,利用齐次坐标转换法,建立系统引入误差量的数学模型,计算各误差源的误差传递系数;参考误差传递系数,根据加工、装调和检测水平相关数据,应用蒙特卡罗法分析计算,进行误差分配。结果表明,目前的加工、装调能力无法达到该系统的精度要求,提出了一种依据目前的检测水平进行误差分配的方法,最终应用误差补偿实现扫描镜位置检测极限误差优于2.5″。采用一字线激光器作为光源,通过0.5″莱卡经纬仪和千分表进行检测,达到系统要求的检测精度。

圆柱形电离室的能响补偿

电离室由于其具有结构简单、使用方便的特点,目前仍被广泛应用于辐射监测领域。用于X、γ射线测量时,必须研究电离室的能量响应,并通过能响补偿使其灵敏度在一定的误差范围内是与入射X、γ射线的能量无关的常数。利用蒙特卡罗方法,模拟计算了圆柱形电离室对X、γ射线的灵敏度和能量响应;并根据计算结果的规律,对圆柱形电离室的能量响应进行了补偿,给出了补偿参数的最优范围。

涂硼MRPC热中子探测器用于补偿中子测井的蒙特卡罗研究

本文利用蒙特卡罗方法模拟了涂硼多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber,MRPC)热中子探测器和3He正比计数管在常规条件和欠平衡条件下的补偿中子测井中的响应。模拟结果表明,使用涂硼MRPC热中子探测器时,得到近远探测器计数随孔隙度而增加,且与使用3He正比计数管时得到的结果基本一致,说明涂硼MRPC热中子探测器可用于补偿中子测井。

超高速摄影仪转镜运转可靠性数值与实验分析

为探讨分析转镜运转可靠性的数值方法,运用Monte Carlo理论并结合ANSYS参量化设计语言,根据小样本原理和可靠性理论建立了转镜运转可靠性分析数学模型.对转镜运转可靠性进行了数值分析,并对数值分析结果进行了实验验证.数值分析结果表明:转镜的功能函数值远大于零,最大应力与转镜转速的线性相关系数达0.9,镜体密度的相关系数值为0.15,最大应力、应变、位移的偏斜度和峭度值均为正值,统计结果服从正态分布呈右偏态,在95%的置信度水平下,转镜可靠度为0.999.这说明在理想状态下转镜的运转可靠性满足要求,转镜的最大应力值取决于转镜转速,并且镜体的密度对转镜最大应力有较大影响.转镜运转可靠性试验中没有转镜出现破坏,表明转镜运转可靠性数值分析方法是正确的,为转镜的运转可靠性分析提供一种可行、高效的数值分析手段.

蒙特卡罗方法在圆柱型多丝正比室多路望远镜系统中的应用

基于圆柱型多丝正比室的多路望远镜系统具有良好的粒子鉴别性能和真事件判选特性,可同时进行多个反应角度的测量,也可同时进行效应谱和本底谱的测量,适合用于研究快中子引起的出射带电粒子的反应。简要介绍了该系统的基本结构及特点,并说明蒙特卡罗方法在该系统中的实际应用情况。

低能散射光子对固体探测器测量水吸收剂量的影响

用p型半导体探测器(diode)和RK电离室测量了医用直线加速器入射能量为6和15MV的水模体散射系数。同时用Monte Carlo方法计算了加速器入射能量6和15MV时光子在不同照射野的水中能谱。通过测量水模体散射系数和用Monte Carlo模拟计算水中的能谱,以定性和定量分析在高能光子照射下低能散射光子对固体探测器剂量响应的影响,为放射治疗计划提供了质量保证(QA)与质量控制(QC)。

CPR1000+核电厂RPN通道改进的影响分析

CPR1000+核电厂反应堆堆腔土建结构、反应堆压力容器保温层等设计相对传统二代加核电厂进行较大改进,本文对改进前后的RPN处中子注量率进行计算,根据计算结果对RPN定值及功能等进行分析,其结果表明,CPR1000+核电厂RPN原有功能和系统冗余性要求仍能得到保证。

基于模式理论的混响室概率统计模型在场线耦合分析中的应用

混响室作为一种新兴的电磁兼容测试设备具有重要的应用价值.混响室的概率统计模型是描述混响室内的场环境的有效方式.本文研究了已有的混响室的概率统计模型,应用蒙特卡洛方法模拟了基于模式理论的混响室模型,对混响室内的场线耦合问题进行了深入的研究.获得了混响室中单导体传输线终端负载响应的数值解,与已有的结果对比较为吻合,并通过对传输线与腔壁距离变化的研究,讨论了混响室内的场均匀性,这也意味着基于模式理论的概率统计模型能够更精细地描述混响室电磁环境.