基于蒙特卡罗的复杂火工系统可靠性预计精度研究

针对蒙特卡罗方法进行复杂火工系统可靠性预计过程中存在误差的问题,分别从串、幵联系统,元件组成数量以及蒙特卡罗方法参数3个方面开展研究。结果表明:蒙特卡罗方法的可靠度计算误差可采用串联系统进行评价,尽量减少系统中的随机抽样元件个数,提高抽样数量可提高可靠度的计算精度,重复计算次数可使计算结果趋于稳定,幵且单个元件抽样统计值控制可显著降低计算误差。     

基于最小维修的石化安全设备区间截尾寿命数据分析

在石化安全关键设备寿命截尾数据的可靠性评估过程中，为避免传统可靠性评估方法未考虑维修对故障间隔时间的影响，以及中值填充法误差较大的缺点，本文提出了一种逆变换区间截尾数据填充方法。首先，在可修系统基于最小维修的假设下，通过非齐次泊松过程描述系统的故障趋势，利用逆变换填充得到监测区间的缺失数据；随后根据蒙特卡罗期望最大化算法，获得填充数据的参数估计值。通过蜡油加氢装置紧急泄压阀的案例分析，该算法能够很好地融合已有数据，得到的形状参数估计值偏差与中值填充法相比缩小4%以上，从而验证了该算法的有效性；这有助于安全关键设备的定量化完整性管理，保障石化装置平稳运行。     

多因素耦合作用下地下厂房施工进度风险分析及其应用

为深入分析地下厂房施工进度风险因素之间的耦合作用及耦合效应,采用WBS-RBS法识别了影响施工进度的人、物、环境、管理4类风险因素,基于系统动力学方法揭示了同质单因素和异质双-多因素耦合关系,在此基础上建立了同质单因素耦合度模型和异质双-多因素N-K模型,运用蒙特卡罗法模拟了各风险因素对进度影响的概率分布,分析耦合强度。工程实例应用表明,各类风险子系统中存在较大的同质单因素耦合风险,应加强针对性预防和控制;异质双-多因素耦合中,有管理因素参与耦合的风险较大,实际施工中应尽可能减少多因素参与耦合。     

γ辐照加工用新型工作模体设计研究

本文研究设计了一种用于获取γ辐照装置辐射场和货物剂量场真实分布的新型工作模体。基于真实γ辐照装置参数构建了有效可用的模拟辐射场，提出了新型工作模体的结构和填料设计方法。采用蒙特卡罗方法和随机填充方法（RCS）模拟计算剂量计套管材料与壁厚、填料小球尺寸、空心填料小球尺寸与壁厚、小球填充方式等影响模体剂量学性能的主要因素的分布规律。在满足计算置信度的前提下，参数优化取值范围为：套管采用壁厚为3~5 mm的铝管，对辐射场干扰不超过4.372 23%；填料选择外径为1~4 cm、壁厚为1.1~11.5 mm、材料等效性好、货物密度模拟范围为0.1~0.5 g/cm³的聚丙烯小球，对辐射场干扰不超过9.998 44%；均匀填充和随机填充模式对辐射场干扰基本持平，且均不超过10%。结果表明，当前设计可行有效，投入低、兼顾参数多且量程更宽，适合推广应用。     

基于改进Gauss-Hermite方法的在线多普勒展宽方法研究

温度对核截面的效应对反应堆中子学计算有重要影响，同时也是热工反馈的基础。准确、高效且内存占用较少的蒙特卡罗截面在线温度处理方法是其中的关键。基于多普勒展宽理论及Gauss-Hermite求积组，可使用基准温度下的截面对任意温度进行展宽计算，实现蒙特卡罗粒子输运过程中的在线多普勒展宽。本文针对传统Gauss-Hermite方法存在的问题，对该方法进行了改进，并利用典型压水堆算例进行了验证分析。结果证明，改进算法显著地提高了效率，为在线多普勒展宽方法在多物理耦合中的应用提供了基础。     

基于染色体畸变的细胞存活模型研究

为评估质子和重离子的辐射生物效应，建立了基于染色体畸变的细胞存活机理模型。开发了纳剂量生物物理蒙特卡罗模拟程序（NASIC）的DNA损伤修复模块，用于模拟不同射线类型、不同传能线密度（LET）辐射所致细胞核内染色体畸变产额。在分析辐射所致染色体畸变产额规律的基础上，建立了基于染色体畸变的细胞存活机理模型，并根据细胞存活实验数据拟合模型参数。以V79细胞为例，对于X射线和不同LET的质子，细胞存活分数的模型计算值与实验数据符合得很好，相关系数为0.985 3。采用⁴He离子的实验数据对模型及参数进行了验证，模型计算值与实验数据的相关系数为0.931 1。可见，模型能较好地区分不同射线类型、不同LET辐射在细胞致死效应上的差异。     

基于蒙特卡罗法的架空输变电线路杆塔结构可靠性分析

针对传统架空输变电线路杆塔结构可靠性分析方法没有明确杆塔可靠度，导致存在可靠性分析效果较差的问题，提出基于蒙特卡罗法的架空输变电线路杆塔结构可靠性分析方法。依据架空输变电线路，分析架空输变电线路杆塔结构。采用蒙特卡罗法，获取架空输变电线路杆塔可靠度，随机抽样分析架空输变电线路杆塔结构的可靠性，确定结构是否出现失效情况，利用随机变量统计法，并结合正态分布函数，得到杆塔结构可靠性与实际失效概率的关系，实现对架空输变电线路杆塔结构可靠性的分析。实验结果表明，该方法可靠性分析性能更好，有助于保证整个电力网络的安全有效运行。     

用于碳离子束流布拉格峰展宽的新型多孔结构体的模拟

模拟了一种新型的多孔结构体（PS 2.0）用于展宽碳离子束流的布拉格峰。使用蒙特卡罗程序FLUKA建立了第一代波纹滤波器、PS 2.0和PS 1.0的几何模型，并比较了三者对束流的调制效果，包括展宽效果、束流均匀性和等中心束斑大小。结果显示：与PS 1.0相比，经PS 2.0展宽后的碳离子束流后沿半影宽度减少了最多1.11 mm；使用PS 2.0调制后的束流具有良好的均匀性；在相同射程深度下，当PS 2.0与等中心位置之间的距离小于10 cm时，使用PS 2.0后的等中心束斑最多减少了1.72 mm(13.93%)。表明PS 2.0能够在展宽布拉格峰的同时兼顾后沿半影的宽度，保证了调制后束流的均匀性，并在一定程度上减小了等中心束斑的大小。     

型钢再生混凝土柱抗剪承载力可靠度分析

基于《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001),采用蒙特卡罗法对型钢再生混凝土柱抗剪承载力进行可靠度分析,并对该柱发生剪切斜压破坏时的抗剪承载力计算公式进行了修正;在此基础上,重点研究了剪跨比、体积配箍率、型钢腹板配筋率、型钢强度、箍筋强度和再生骨料取代率对该柱抗剪承载力可靠指标的影响。结果表明,在分析参数范围内,型钢再生混凝土柱抗剪承载力可靠指标均满足现有规范要求,剪切斜压破坏时该柱的可靠指标平均值为3.718 7,比规范规定值高出0.018 7;弯曲破坏时该柱的可靠指标平均值为3.676 4,比规范规定值高出0.476 4;另外,型钢再生混凝土柱可靠指标随着剪跨比的增大而逐渐减小,随着再生粗骨料取代率的增加呈现递减趋势,随着体积配箍率和型钢腹板配钢率的增大而呈现上升的趋势,随着型钢强度和箍筋强度的提高而呈现上升趋势。上述结论可为型钢再生混凝土柱的抗震设计及工程应用提供参考。