城市交通系统动力学特性研究——带信号灯控制的一维元胞自动机模型研究

元胞自动机的交通流模型以简单的规则反映交通过程中实际存在的各种复杂因素,并能在计算机上方便实现,从而可以演示这些因素对城市交通系统动态特性的影响。本文系统阐述了元胞自动机在交通流上的应用,以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟的NS模型,并利用Matlab语言实现了带信号灯控制的一维元胞自动机模型的仿真。     

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.     

沉淀法制备催化剂介尺度过程CA模型与数值模拟

研究针对沉淀法制备Fe基催化剂过程中一次粒子到二次粒子介尺度行为,建立了元胞自动机(Cellular automaton,CA)模型并进行了数值模拟。针对介尺度过程,结合扩展DLVO理论(EDLVO),将范德华作用力、静电作用力和界面极性相互作用力的影响加以量化,并加入到元胞自动机的转移规则中,从而建立了沉淀法制备Fe基催化剂过程中纳米粒子聚集行为的元胞自动机模型。利用Java编程进行模拟,模拟结果与实验结果相近,表明CA模型有效。该研究可为催化剂制备中催化剂的结构(比表面积、孔结构)和表面晶体结构等性质研究提供理论指导。     

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。     

轨迹分析与元胞自动机在土地利用动态模拟中的应用

元胞自动机模型是一种时间、空间、状态都离散,空间上相互作用及时间上因果关系皆局部的网络动力学模型.在该类模型研究中,经常将其与其他类型模型相结合使用,以提高模拟有效性.轨迹分析是一种可用来分析时序动态变化的新方法.本文在总结、分析元胞自动机与轨迹分析模型各自特点的基础上,探讨了两者在土地利用动态变化研究中联合应用的可能性,为以后建立基于轨迹分析与元胞自动机的土地利用动态模型奠定理论基础.通过对天津滨海新区土地利用变化进行初步模拟,证实了该理论的可行性.     

耦合元胞自动机模型及其在Mathematica中的实现

提出了一种耦合元胞自动机模型,并就具有置换作用的元胞自动机对进行了模拟研究,并提供了其在Mathematica4．0中的程序实现,实际结果显示,耦合元胞自动机模型具有丰富的内涵。     

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。     

元胞自动机模型及其在城市道路交通流中的应用进展

元胞自动机方法和相关建模技术是描述、认识和模拟复杂系统行为的强有力方法。如今,已被广泛用于交通系统的研究。交通流理论研究的目标是建立能描述实际交通一般特性的交通流模型,寻找交通流的基本规律,以揭示交通拥堵产生的机理。为了模拟更为符合实际的交通状况,各种交通流模型被提出。本文介绍经典的元胞自动机交通流模型及其在城市交通流中最新应用进展。     

弯道动力学模型及能耗的研究

基于元胞自动机Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),提出了元胞自动机弯道模型和含弯道交通流的能耗公式,对弯道交通流的能耗进行研究.通过计算机数值模拟,研究了具有不同曲率半径、不同弧长和不同摩擦系数的弯道对能耗的影响.模拟结果显示,弯道曲率半径、弧长、摩擦系数对交通流能耗的影响都很大.     

基于元胞自动机模型的城市历史文化街区的仿真

为了探讨当前城市规划中远期预测的科学性和准确性问题,将自组织理论与元胞自动机模型结合,在一定的时空区域,构建了一个城市增长仿真模型.将元胞自动机模型应用于西安市最具历史文化特色的区域中,形成自下而上的规划模型.元胞自动机模型对于西安回民区的空间发展城市历史文化特色街区的模拟具有一定的原真性和时效性,在时空中能反应当前的空间格局.元胞自动机在城市规划的预测中具有图式与范式结合的特点,在中长期的预测中形成符合城市规划发展战略的空间格局.     

指进现象模拟研究的回顾与展望

指进现象广泛存在于油气开采的各种驱替过程中,其关键是水动力学的不稳定性,直接研究的难度大,常采用间接模拟的方法进行研究.回顾了油气开采及相关领域指进现象物理模拟和数学模拟的研究现状;重点介绍了元胞自动机及光滑质点流体动力学方法在指进数值模拟中的应用情况,并针对指进模拟研究中存在的不足,从物理模型性能改进、数学模型的无网格求解、复杂指进现象的元胞自动机模拟三个方面论述了指进现象模拟研究的发展趋势.     

元胞自动机模拟及其在金属材料设计中的应用

元胞自动机模拟方法由于其结构简单,易于并行运算而在工程领域有着广泛的应用。本文介绍了元胞自动机的产生和发展,以及其划分,基本原理,模型建立的步骤。综述了元胞自动机方法在材料设计中的应用,包括再结晶方面和相变方面。     

二维异步元胞自动机计算机病毒传播

基于二维异步元胞自动机研究了计算机病毒传播,提出带有时延的计算机病毒传播模型.该模型能够有效克服以往基于同步元胞自动机的病毒传播模型难以考虑时延的问题,并且使研究者能够方便地通过调整参数达到模拟在不同拥塞程度网络中的病毒传播目的.研究结果表明,时延会使病毒传播的过程产生滞后现象,但不会改变其总体趋势.     

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。     

枝晶生长的元胞自动机模拟

元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型，特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题如材料的组织结构演变问题，尤其适合于计算机模拟实施。本文使用元胞自动机模型根据最基本的物理学原理和温度场模拟计算耦合，得到了枝晶的生长结构。由于本模型没有引用微观研究中关于枝晶的特殊理论，因此可以将这种结果看做是通用模型的一种特殊情况。这说明：元胞自动机模型除了能够完成对于微观结构的模拟以外，还特别适合于基机理的研究。     

零边界条件下二维元胞自动机矩阵可逆性分析

该文介绍了二维元胞自动机的典型邻域结构,对多状态二维元胞自动机的矩阵描述进行了拓展.通过对零边界条件下元胞自动机的状态转移矩阵的块矩阵的分析,得出矩阵的可逆性与元胞自动机冯诺依曼型邻域之间的联系.     

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.     

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。     

温室栽培对包膜尿素养分利用性研究

以桐油为包膜材料,制备包膜肥料,研究"温室无土栽培对桐油包膜肥料养分释放性",同时进行烟草的温室无土栽培试验,研究其氮素的利用率.结果表明:桐油包膜尿素的养分释放性,在第1 d低于普通尿素59.6%;其氮素利用率高于普通尿素10.8%.结论:桐油包膜尿素具有很好的养分释放性和利用率.