Cellular automaton modeling of semisolid microstructure formation

Computer modeling of semi-solid structure formation is of significance in both understanding the mechanisms of globular structure formation and determining the effect of solidification conditions on final microstructure. A modified cellular automaton (mCA) model has been developed, which is coupled with macroscopic models for heat transfer calculation and microscopic models for nucleation and grain growth. The InCA model is applied to A356 Al alloy - one of the most widely used semi-solid alloys, to predict grain morphology and grain size during semi-solid solidification, and determines the effects of pouring temperature on the final microstructure. The modeling results show that the lower the initial temperature, the finer grain size will be obtained. In addition, the model can be used to predict the solutal micro-segregation.     

多方参与城市基础设施供给条件下政府激励措施仿真研究

多方参与城市基础设施供给的融资模式是解决我国城市基础设施巨额资金需求的有效途径,但项目公司为了自身利益违反合同约定使政府无法实现其城市基础设施建设公益性目标的情况经常出现。为此,政府通过中介机构对项目公司进行监控,并根据中介机构上报的监控报告对守约的项目公司给予奖励,对违约的项目公司给予处罚。论文应用元胞自动机理论对政府根据中介机构监控报告可能采取的激励措施进行了仿真,得到了各种激励模式下的演化特征,为政府制定相关政策,优化激励规则提供了依据。     

预制裂纹几何与材料属性对岩石 裂纹扩展的影响研究

 采用岩石破裂过程的弹塑性细胞自动机模拟系统EPCA2D,研究含预制裂纹岩石试件裂隙的几何位置以及基质材料力学属性的差异对裂纹扩展和搭接的影响。模拟中采用弱化元胞单元来表征试件中存在的预制裂纹,用Weibull随机分布对岩石基质元胞单元的力学参数进行赋值,以反映作为岩石基质一部分的岩桥的非均质性。表征预制裂纹的弱化元胞单元服从理想弹塑性本构关系,基质元胞单元服从弹脆塑性本构关系。利用该方法对含有2或3条裂纹的岩石试件进行单轴压缩破裂过程模拟,再现裂纹起裂、扩展和搭接全过程的实验现象。结果表明,预制裂纹的倾角和岩桥倾角对裂纹的扩展和搭接有重要的影响。同时,考虑基质材料力学属性的差异,研究基质元胞单元力学性质的随机空间分布和不同的内摩擦角等情况下的裂纹扩展模式,结果表明,裂纹的扩展和搭接路径强烈依赖于材料的力学属性,从机制上解释了室内实验中裂纹扩展路径离散性的原因。     

基于元胞自动机模型的交通流混沌仿真研究

研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg（NS）模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率的变化对交通流运动状态的影响。结果表明,当车流密度超过某一值时,NS模型仿真出的交通流会产生混沌现象;而交通流混沌产生的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素。     

基于CA模拟焊缝凝固过程枝晶生长的分析

将元胞自动机方法用于焊缝金属凝固组织演变的模拟中,不仅为焊缝微观组织演变的数值模拟开辟了一种新的途径,同时也有助于研究焊接接头组织并依此优化工艺来提高焊件质量.文中研究了焊缝凝固过程中的溶质扩散问题,构建了基于元胞自动机的焊缝枝晶生长速度模型,在此基础上进行了焊缝中心等轴晶和熔池边缘柱状晶生长的模拟.初步计算了焊缝中心等轴晶和熔池边缘柱状晶的生长形态,计算结果明显再现了二次、三次枝晶的生长及竞争生长等微观现象.结果表明,元胞自动机方法是研究和模拟焊缝微观组织的有效手段之一.     

New lattice gas method for semiconductor transport simulations

We present a new lattice gas simulation technique for semiclassical semiconductor transport which is comparable in accuracy to Monte Carlo simulations, but is capable of dealing with arbitrarily complex spatial inhomogeneities, nonlinear dynamical effects and carrier instabilities with only a minimal additional cost in computer time, and runs orders of magnitude faster on parallel hardware.     

离散事件系统状态反馈控制的几何理论的进一步拓广

本文研究了定义在状态-事件序列上的谓词的离散事件系统的状态反馈控制问题。离散事件系统的数学模型是自动机。状态反馈与闭环过程的关系及许多基本的几何性质得到了详细的阐明;在这些几何背景下,解决了离散事件系统状态反馈控制的拓广问题,包括关于简单谓词与一般谓词的问题。     

金属凝固微观组织数值模拟研究进展

综述了金属凝固微观组织数值模拟研究在国内外的研究进展，阐述了该研究领域主要采用三种模拟方法（确定性方法，随机性方法，相场方法），并着重介绍了最新的改进单元自动控制法（MCA法）的求解和模拟过程，指出了该研究领域目前存在的问题及今后的发展方向。     

基于局域波信息熵的高速自动机故障诊断

针对小口径火炮自动机工作时产生的短时冲击信号,提出一种将局域波分解与信息熵相结合提取特征量,并利用Elman神经网络进行故障识别的诊断方法。首先运用具有自适应特性的局域波对振动信号进行分解得到IMF分量,再接着利用信息熵理论提取IMF信息熵、局域波能谱熵及能矩谱熵作为故障特征量,最后将特征向量输入Elman神经网络进行故障分类识别。实验结果表明:该方法能准确,有效地识别故障。