元胞自动机仿真技术

元胞自动机仿真技术（CAST）开创了探索复杂性的新途径,在材料、生物、物理等领域有广泛的应用前景,是发达国家激烈竞争的重大前沿学科领域．本文综述了CAST的产生与发展过程,概括了仿真模型的构成要素,评述了CAST的典型应用实例,着重指出了CAST是对材料进行原子级微观辅助设计的强有力工具．最后,探讨了CAST的特点：它抓住了简单性与复杂性这一对主要矛盾,从而触及并体现了其它有关矛盾,诸如局部与整体,宏观与微观,线性与非线性,决定性与随机性,数学模型与物理实质．     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

一种基于元胞自动机的安全多重图像水印算法

提出一种多重图像水印算法,利用元胞自动机和元胞自动机变换丰富复杂的性质增强水印安全．将图像分割成不重叠的子块,由混沌序号序列决定一个子块中将嵌入哪个图像水印,通过水印私钥对水印进行置乱加密和对子块进行二维元胞自动机变换,然后在低频系数中量化嵌入加密水印．实验结果表明,提出的算法有很好的安全性、不可见性和鲁棒性,多个水印的嵌入和提取互不干扰．     

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.     

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．     

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．     

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.     

基于元胞自动机的埃博拉药物配送系统设计

采用元胞自动机模型预测了西非36个地区埃博拉患者的未来人数,针对抗埃博拉病毒药物保质期较短的特点,根据所需药物数量设计出了该药物的二级配送系统,提出了最短时间配送系统、最低成本配送系统2种模型,并进一步阐述了运行效率更为高效的跨国界最低成本配送系统。更多还原     

基于元胞自动机的客机应急撤离过程仿真研究

提出采用基于信息流传播更新机制的元胞自动机算法进行客机应急撤离问题的求解.算法利用带缩放系数的微观离散网格描述客机客舱布置方案,考虑了旅客不同属性对撤离过程的动态影响,采用信息流更新机制对撤离过程进行模拟,有效地解决了采用传统并行更新机制模拟与实际撤离过程不一致的问题.实例仿真结果表明,文中的算法与传统元胞自动机算法相比,更接近于试验结果.     

一种非完全初等元胞自动机模型

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     

一种基于2-by-n元胞自动机的高质量伪随机数发生器

为了满足密码学对高质量的随机序列的需求,提出一种新的基于2-by-n元胞自动机的伪随机数发生器.并着重于最大周期的要求,首先介绍了在细胞自动机中与之相关的机制,随后给出了基于2-by-n CA的二维梯形伪随机数发生器,详细说明了该发生器的规则及最大周期.最后使用该发生器产生用于测试的伪随机序列.计算机模拟表明,提出的二维梯形伪随机序列发生器产生的伪随机序列完全可以通过FIPS 140-2测试标准,证明该发生器具有良好的统计特性,完全可以应用于密码学领域.     

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.