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.     

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。     

纳米腐植酸缓释肥氮素运移的元胞机模拟

为研究纳米腐植酸类肥氮素释放特性,以元胞自动机为模拟工具,肥料养分扩散的离散性为理论基础,系统进行了纳米腐植酸缓释肥中氮素在土壤中运移的动态可视化模拟.研究结果表明:元胞自动机模拟的纳米腐植酸肥中氮素释放规律与所选取的两种包膜肥料于25℃下氮素释放特性基本一致,为肥料中氮素释放特性研究提供了有效模拟手段.     

焊接接头微观组织演化的可视化模拟

本文主要针对焊接接头微观组织演化建模及其可视化方法进行研究。采用元胞自动机模型,通过对焊接接头的微观组织晶粒生长进行模拟来分析和研究微观组织的形态学和动力学特征;通过微观组织图像人工生成技术,直观、精确地展现出微观组织演化的可视化效果。实验结果表明,经过回归分析得到的晶粒生长指数同主流的Burke经验公式相符,使用元胞自动机算法对微观组织演化进行的可视化模拟得到了令人满意的效果。     

基于元胞自动机的微博舆情传播研究

采用元胞自动机理论进行微博舆情传播的研究,设计微博元胞自动机模型结构,包括元胞状态、元胞空间、元胞邻域和演变规则。在微博舆情的倾向度演化中,定义了坚定性系数与影响系数,在不同的坚定性系数和影响系数分布下,进行了倾向度演化实验与分析。同时,对影响力较大的微博在倾向度演化中的作用,以及多邻域分布下倾向度的演化进行了研究。       

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。     

基于元胞自动机的固液吸附动力学模型研究

根据固液吸附机理和元胞自动机的特征,建立生物质吸附动力学的元胞自动机模型,以数字矩阵为表现形式,以matlab为开发工具实现模型的可视化编程,并进行了仿真实验.结果表明,该模型能够形象地描述固-液吸附的演化行为,实现了生物质吸附剂对亚甲基蓝吸附过程的动态可视化模拟,演化动力学符合拟二级动力学方程.通过对所建模型的应用分析,为固液吸附系统建模、仿真提供了新思路.     

一种用于微观组织模拟的三维元胞自动机模型

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,如材料微观组织的演变模拟．它非常适合于计算机模拟实施．利用C 计算机语言,运用OpenGL网形函数库建立了一种三维元胞自动机模型．该模型具备了经典元胞自动机的基本特征,因此可以根据需要进行扩展．由于运用了0penGL的实时3D技术使得模拟结果更加逼真,并可以从多角度进行观察．文中运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模拟的正确性．     

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。     

基于元胞自动机的字符图像平滑

建立了字符平滑的元胞自动机模型,用于处理字符图像中常见的黑白噪声,通过分析元胞自动机的局部转换函数,编写了相应的演化规则和算法,最后利用MATLAB编程分别对不同的含黑白噪声图像进行了处理,平滑效果良好,并与传统中值滤波方法进行比较,说明将元胞自动机用于字符图像平滑是一种非常有效的方法,同时元胞自动机适合并行计算,该方法也为图像处理的VLSI电路实现提供了一种新的途径.     

Cellular automata-based chloride ion diffusion simulation of concrete bridges under multi-factor coupling actions

In order to accurately simulate the diffusion of chloride ion in the existing concrete bridge and acquire the precise chloride ion concentration at given time, a cellular automata (CA)-based model is proposed. The process of chloride ion diffusion is analyzed by the CA-based method and a nonlinear solution of the Fick’s second law is obtained. Considering the impact of various factors such as stress states, temporal and spatial variability of diffusion parameters and water-cement ratio on the process of chloride ion diffusion, the model of chloride ion diffusion under multi-factor coupling actions is presented. A chloride ion penetrating experiment reported in the literature is used to prove the effectiveness and reasonability of the present method, and a T-type beam is taken as an illustrative example to analyze the process of chloride ion diffusion in practical application. The results indicate that CA-based method can simulate the diffusion of chloride ion in the concrete structures with acceptable precision.     

细胞自动机原理及其在混凝土碳化模拟中的应用

在介绍细胞自动机建模基本原理的基础上,结合混凝土碳化的特点,将碳化看作是CO2在混凝土内部的扩散过程,建立了细胞自动机模型.算例分析表明:细胞自动机能较好地模拟混凝土碳化的演变过程,由CO2粒子在细胞间的随机扩散导出的局部规则在宏观上符合Fick第二扩散定律,通过进一步的扩展,将能对碳化过程中更为复杂的现象进行模拟.     

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。     

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.     

硅掺杂半导体立方氮化硼单晶的制备

本文采用扩散的方法实现了立方氮化硼的硅掺杂,分析了扩散温度、时间对其电阻的影响.实验结果表明:在扩散的初始时段,立方氮化硼的电阻下降很快;而随着掺杂时间的增加,电阻变化趋缓,说明掺杂浓度随时间增加将出现饱和现象.另外,当扩散温度增加时,立方氮化硼的电阻也随之下降,即较高的温度有利于获得较高的掺杂浓度.     

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。     

预混火焰胞状不稳定性研究

采用高速纹影系统和定容燃烧弹对预混球形膨胀火焰的胞状不稳定性进行研究,分析火焰胞状不稳定性的表现、原因以及影响因素。研究结果表明：火焰胞状不稳定性主要指不等扩散不稳定和流体力学不稳定;流体力学不稳定的原因为,曲率的关系会使其流线发散或汇聚,因而相应地降低或增加了流场的速度,其主要影响因素为火焰厚度和密度比,表现为火焰前锋面产生裂纹随后出现规则的胞;不等扩散不稳定的原因为前锋面包络的控制体由于热质不等扩散的缘故,主要影响因素为刘易斯数,表现为火焰表面布满不规则的胞。     

分数阶扩散方程及数值解

该文对布莱克-斯库勒模型中的股票价格,运用莱维分布中判断时间非独立变量有非独立、稳定增值的充分必要条件处理求解缺陷,然后利用无风险利率对其进行简化,求得此股票价格的一个解,随之运用拉普拉斯变换及所得到的股票价格的解来研究欧体期权价值所满足的方程,试图得到欧体期权价值方程的数值解。     

去除乘性噪声的非局部扩散模型

提出了一种基于非局部扩散的去除乘性噪声的模型。该模型根据图像噪声为高斯噪声的假设建立图像恢复的能量泛函,由变分法得到偏微分方程。通过人工合成图像和真实图像的实验结果可知,本文提出的模型在去噪效果方面优于基于有界变差的乘性噪声模型。