扩散过程的元胞自动机模拟

以元胞自动机为研究方法,通过编写Matlab程序,以演化示意图的形式,模拟了圆域内的扩散过程,给出了累积演化率曲线．同时,用微积分的方法,解析了该扩散过程,并结合实例与元胞自动机方法对比．研究证明．元胞自动机可以生动形象地模拟扩散过程,且与微积分得到的结论一致．     

元胞自动机与计算机模拟

元胞自动机是时间和空间都离散、物理参量只取有限数值集的物理系统的理想化模型，在该系统中每个元胞都具有其内在状态，并由有限数量的信息位组成：近年来，元胞自动机模型应用于各个领域，特别在计算机模拟中取得了较大进展。本文将从介绍元胞自动机理论入手，探讨元胞自动机技术应用于计算机模拟。     

元胞自动机与计算机模拟

元胞自动机是时间和空间都离散、物理参量只取有限数值集的物理系统的理想化模型,在该系统中每个元胞都具有其内在状态,并由有限数量的信息位组成。近年来,元胞自动机模型应用于各个领域,特别在计算机模拟中取得了较大进展。本文将从介绍元胞自动机理论入手,探讨元胞自动机技术应用于计算机模拟。     

基于元胞自动机法的晶粒长大模拟

采用元胞自动机（Cellular Automata，简称CA）法对晶粒长大过程进行了计算机模拟和分析．模拟结果表明，CA法能够较好地模拟晶粒长大过程，所反映的晶界迁移规律及其拓扑特征符合晶粒长大的物理机制，是一种简便、有效的模拟方法．     

基于元胞自动机法的晶粒长大模拟

采用元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)法对晶粒长大过程进行了计算机模拟和分析.模拟结果表明,CA法能够较好地模拟晶粒长大过程,所反映的晶界迁移规律及其拓扑特征符合晶粒长大的物理机制,是一种简便、有效的模拟方法.     

基于神经网络和元胞自动机的滑坡运动过程模拟研究

集成GIS、元胞自动机和神经网络模型对滑坡滑动路径和范围进行模拟研究。采用神经网络模型挖掘出滑坡滑动规律,获取滑坡元胞转换规则,再耦合元胞自动机对滑坡进行模拟。首先确定滑坡关键影响因子,之后利用GIS空间分析能力,结合高精度DEM数据生成地形变量如坡度、坡向、曲率、地形湿度指数等,然后结合BPNN和CA构建滑坡预测模型,最后利用BPNN-CA模型对杉树槽滑坡进行实例分析和模拟,模拟精度较为理想。提出的模型能够为滑坡综合防治和管理提供科学依据,同时也为滑坡的综合研究提供新的视角。     

元胞自动机模拟在市场营销中的应用

元胞自动机(CellularAutomata,CA)模拟技术为探索市场等复杂的经济和社会系统开创了新途径.本文运用CA模拟方法,研究具有消费行为依赖性的网络扩展市场的动力学演变行为,为新产品及新技术的扩散理论提供了微观经济学的机制.     

一种非完全初等元胞自动机模拟

提出了一种非完全初等元胞自动机模型，即奇偶元胞自动机，并根据该模型进行了大量的计算机模拟实验，其结果显示，该模型的内涵比一般的初等元胞自动机丰富。     

外部连带效应商品场的元胞自动机模拟

建立了一种用于模拟外部连带效应市场的元胞自动机模型。模型的基本方法是将每个人视作元胞自动机的一个单元，它的演化规则取决于它的邻居在前一时刻的状态。模拟得到了一些基本的结果：（1）当所有人都倾向于购买和别人相同产品的时候，系统通常在若干周期后达到平衡，其平衡时的状态取决于初始状态；（2）在一些特殊区域中，最终的演化结果对于初始分布条件十分敏感，所谓的“蝴蝶效应”会发生。     

基于细胞自动机的火焰生成算法

通过细胞自动机方法描述粒子的运动,从而体现气流场的整体扩散特性是一种可变形气流场的仿真方法之一,本文首先将细胞自动机模型引入到火焰现象的仿真中,提出了基于细胞自动机的火焰生成算法,并给出了相应的仿真结果,然后将该算法推广到小块烟雾的生成仿真中,取得了较好的仿真效果。     

细胞自动机及MATLAB仿真

按照S.Wolfram对细胞自动机的分类规则,以MATLAB为工具,实现了对所有初等细胞自动机演化规则的动态模拟,并针对奇偶规则、蚂蚁规则等典型细胞自动机的演化规则,提出相应的算法,以MATLAB为工具开发了可视化的模型,刻化了细胞自动机在模拟复杂现象方面的优势.     

基于可逆元胞自动机的图像加密算法

提出一种基于一维可逆元胞自动机（RCA）的新的图像加密算法,算法中可逆元胞自动机（RCA）规则和随机数据的应用使得图像具有更高安全性。可逆元胞自动机（RCA）加密算法将已知灰度图像变为二值图像,然后将其数据重新排列成一0-1序列,应用可逆元胞自动机（RCA）规则实现图像加密。灰度图像加密的仿真结果表明所提出的算法满足混合特性和扩散特性,一般的解密算法根本不可能对这种加密图像解密。     

基于元胞自动机变换的重复水印算法

为了在满足水印不可见性和鲁棒性的同时,充分保障水印的安全性,提出了一种元胞自动机域的水印重复嵌入算法.利用元胞自动机的复杂多变的动力学特征,设计一个长的密钥矢量,先对水印进行元胞自动机加密,再对图像子块进行元胞自动机变换,利用纹理掩蔽特征将加密水印重复地嵌入图像子块中,水印检测无需原始图像.实验结果表明提出的算法有很好的鲁棒性、安全性和不可见性.     

基于细胞自动机模型的青霉素发酵过程优化控制策略

针对青霉素分批补料发酵过程优化控制问题,提出了一种基于青霉素分批补料发酵过程细胞自动机模型(简称CAPFM)的青霉素分批补料发酵过程优化控制策略设计方法.该方法通过理论分析,将CAPFM等价并转化为一个马尔可夫过程,并构造了基于马尔可夫决策过程的CAPFM迭代优化控制策略,设计了青霉素分批补料发酵过程迭代优化控制的模拟仿真系统.     

基于元胞自动机的交通流分析

结合元胞自动机的理论,对车辆运行建立了交通流数学模型.通过C++软件描述了运行车辆除超车之外靠右行规则下,交通流量随换道概率变化的情况;通过Matlab软件进行仿真模拟,揭示了交通密度在右行规则控制下所形成的交通流的规律性.结果表明:在靠右行驶规则下,适当的转向概率和车速有利于交通流量的提升.     

基于元胞自动机的移动机器人路径规划

为解决移动机器人全局最优路径规划存在的问题,提出了一种基于元胞自动机的路径规划算法。建立了移动机器人活动空间的环境模型,将移动机器人的起点、终点、障碍物及自由通路定义为一组离散的元胞,设计了元胞状态的演化规则,并且根据演化后的元胞状态确定了最优路径的搜索方法,并通过仿真实验验证了该算法在简单环境和复杂环境下都能够有效的进行路径规划,并且具有算法简单、速度快、效率高等特点。     

基于元胞自动机的环形交叉口通行能力分析

为了描述环形交叉口交织区交通流运行态势的复杂性和不稳定性,采用微观元胞自动机模型模拟交织区的车流运行规律.首先基于环形交叉口圆环形结构和车流流向,建立六边形元胞空间替代传统矩形元胞空间以及定义多值元胞状态,进而提出基于改进间隙接受理论的元胞规则分析交叉口交织区通行能力,最后利用Matlab编程进行数值模拟仿真.仿真结果表明:所建立的六边形元胞空间能够有效地模拟交织区交通流运行;改进的元胞规则能够准确地描述交织区的通行能力波动性和变化曲线,为环形交叉口信号控制和协调优化提供基本依据.     

考虑商业热点影响的交通流元胞模拟

在对车辆个体行为研究的基础上,针对城市商业热点对交通流的导向性影响,引入商业热点吸引子的概念并合理概化其作用模式,利用元胞模拟这一非线性过程研究工具,对具有双向通路的准二维交通流进行了初步建模及模拟计算.计算结果表明,商业热点吸引子的引入以及基于元胞方法的交通流模拟可以反映出较为复杂的城市交通基本特征,是交通流模拟的有效研究手段.