蒙特卡罗方法模拟光在云雾中的传输

用蒙特卡罗方法模拟光在散射和吸收介质中的传输,得到脉冲光在云雾中运输时相对光强与传输时间的关系,从而为分辨子弹光和蛇形光提供了理论依据。     

光在宫颈组织中传输特性的蒙特卡罗模拟

为研究可见近红外光谱在宫颈组织中的光子传输情况,根据宫颈组织的结构,构建双层宫颈组织模型,利用蒙特卡罗方法模拟可见光(500nm左右)和近红外光(810nm左右)在宫颈组织中的光分布,研究宫颈正常组织和高级病变组织中漫反射率、吸收能量密度、光能流率的变化的差异。结果表明：宫颈正常组织表面漫反射率大于高级病变组织;在上皮层中宫颈正常组织光吸收能量密度大于高级病变组织,基质层宫颈正常组织光吸收能量密度小于高级病变组织;宫颈正常组织的光能流率大于高级病变组织,与可见光相比,近红外光在宫颈组织中的分布范围更大、探测深度更深。为使用可见近红外光谱技术进行宫颈癌前病变诊断提供了一定的理论基础。     

蒙特卡罗方法在软件可靠性测试中的应用

本文探索了运用蒙特卡罗(Monte-carlo)方法进行软件可靠性测试的基本技术,介绍了这一技术在软件可靠性测试中的基本过程。通过实例证明了这种技术的实用性和有效性,提高了软件测试的正确率,缩短了软件测试的周期。     

蒙特卡罗方法在机械零件可靠度计算中的应用

以一个拉杆的可靠度计算,说明蒙特卡罗方法在机械零件可靠度计算中的应用,通过与矩法计算可靠度的比较,分析蒙特卡罗方法的优点。     

蒙特卡罗方法在空气加热器设计中的应用

针对空气加热器内部电加热管位置对其出口温度影响较大这一问题，采用蒙特卡罗（Monte-Carlo）方法分析并编制了计算机程序，完成了对加热管位置的随机布置，然后采用有限元方法并结合仿真分析软件ANSYS对加热器内的温度场进行了数值模拟，得到使其出口温度达到预定值时所需的最少加热管数目和各个管的合理位置，从而实现了用计算机辅助设计空气加热器，为工程设计提供了理论依据。     

用蒙特卡罗方法研究光子传输仿真模型

介绍了用蒙特卡罗方法研究几种生物组织的光子传输仿真模型.     

基于MATLAB的蒙特卡罗方法在可靠性设计中的应用

蒙特卡罗方法可以有效地解决复杂的工程问题,而MATLAB具有强大的数值计算功能。将二者结合,可得到高效的解决问题的方法。本文阐述了该方法并通过实例验证其正确性和优越性。     

蒙特卡罗方法在测试用例优化技术中的应用

为了缩短软件测试周期,测试用例的生成是关键.基于蒙特卡罗方法,提出了一种测试用例优化技术,该理论采用适应度比例的概率方法进行优化.通过例子证明,该方法在产生均匀、优化的测试用例方面是有效的.     

光学原子力显微镜中的蒙特卡罗方法

扫描探针显微镜(Scanning probe microscopy,SPM)是显微镜的一个分支,它利用物理探针扫描标本形成样本表面图像.而原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)是SPM中一种多功能的表面成像和测量工具,对导电、不导电、真空中、空气中或流体中的各种样本均可测量.原子力显微镜最面临的最大挑战之一是评估其在表面测量过程中所伴随的不确定度.本研究通过XYZ Phase的标定,对一台光学原子力显微镜进行了校准.该方法旨在克服在评估一些无法实验确定的不确定部件时遇到的困难,如尖端表面相互作用力和尖端几何.运用蒙特卡罗方法来确定根据相关容差和概率密度函数(PDFs)随机绘制参数而引起的相关不确定度.整个过程遵循《测量不确定度表示指南》(GUM)补编2.经本方法验证,原子力显微镜的评估不确定度为10nm左右.     

多次散射情况下非视线光传输模拟

复杂地形条件下的非视线光传输模拟具有很现实的意义。目前国内外普遍采用单次散射近似方法进行非视线光传输研究,但该方法仅考虑一次散射后到达探测器的光子,在距离较远、天气较差的情况下误差大,因此无法解决光子必须经历两次或两次以上散射才可到达探测器的情况。本文基于蒙特卡罗方法,针对发射与接收没有公共视场的情形,运用多次散射模拟近似,对两种典型的收发无公共视场的情况进行了仿真模拟,解决了单次散射近似不适用的传输问题。实验测试结果验证了模拟结果的正确性,适用于较复杂地形条件,为发射和接收无公共散射体情况下的光传输提供一种理论模拟方法。     

光在多层不匹配介质中的稳态传输

分析了光在多层不匹配折射率介质中的漫射方程,给出了精确的漫射方程解。用蒙特卡罗方法检验了稳态的漫射方程。通过与多层介质的空间分辨漫反射蒙特卡罗方法的比较,验证了方法的正确性。讨论了有限尺寸光源和折射率的变化对空间分辨漫反射的影响。实验结果表明,折射率的变化对漫射的影响会因折射率的不同而不同,折射率在1.35~1.45之间变化时,最大误差为7%.     

脉冲激光引信云雾回波特性仿真

针对脉冲激光引信易受云雾等自然环境的干扰而产生虚警的问题,研究了脉冲激光引信云雾回波特性。基于Mie散射理论,采用蒙特卡罗方法,建立了脉冲激光云雾传输模型,分别对脉冲激光引信和目标均处于云雾中以及目标处于云雾中而脉冲激光引信处于云雾外这两种情形下的云雾回波进行了仿真,获取了在引信与目标同处于云雾中而引信与目标距离为10m,能见度分别为1,3,5,10m时的回波信号,以及当目标处于云雾中而脉冲激光引信处于云雾外,能见度为3m,引信与目标距离为10m,云雾边界分别为0,1,3,5,7,9m时的动态回波特性。分析了云雾参数和位置对云雾回波的影响,以及云雾回波和目标回波的波形差异。该研究可为脉冲激光引信的抗云雾干扰研究提供相应的理论支持。

     

基于拟蒙特卡罗方法的测量不确定度评定

测量不确定度是表征测量结果可靠性的一个重要参数.针对蒙特卡罗方法在测量不确定度评定时存在的收敛速度较慢以及仿真结果不稳定的不足,利用拟蒙特卡罗方法进行测苗不确定度的评定.拟蒙特卡罗方法使用拟随机数进行仿真计算.在测量不确定度的评定中,先基于Halton序列产生分布较为均匀的随机数,再利用数学变换转换成服从相应概率分布的随机数进行仿真评定计算.对圆柱体积测量不确定度的模拟评定结果表明,拟蒙特卡罗方法收敛速度快,计算结果较为稳定,可以简单高效地用于测量不确定度的评定.     

蒙特卡罗法模拟晶粒生长过程中的Voronoi模型

晶粒生长过程的蒙特卡罗法计算机模拟是研究晶粒生长过程的重要内容,而Voronoi模型的建立是该计算机模拟的关键。详细介绍了Voronoi模型的原理、方法和程序实现,并在程序中引入链表结构。试验表明：链表结构的引入可大幅度提高模拟效率。     

蒙特卡罗法在库存决策中的应用研究

针对需求的不确定性特点,借助蒙特卡罗法( MCM)和仿真语言GPSS[1],设计一个具有库存控制、销售仿真功能的库存运营模型.围绕库存量、库存损失、订货批量、订货周期、产品价格、销售额、利润等关键因素,对销售需求、库存控制及订货点的变化情况进对仿真模型模拟.通过仿真数据、图表的结果就可以判断库存计划是否合理.利用实际相关数据来检验仿真结果,说明系统仿真能为企业决策者提供接近现实情况的、有科学依据的参考数据.     

多次散射情况下非视线光传输的模拟

基于蒙特卡罗方法,对两种典型的接收与发射无公共视场的情况进行了仿真模拟,解决了单次散射近似不适用的传输问题.对于1 W的光源,大气吸收系数ka=1.2 km-1、散射系数ks=1.5 km-1时,对于收发器背向情况,信号能量在距离为50 m处约为0.27 nW,其随距离增大呈指数衰减;对于接收视场受限情况,200 m远处信号能量约0.23 nW,并随距离增大迅速增强.实验测试结果验证了模拟结果的正确性,表明该方法适用于较复杂地形条件,为发射和接收无公共散射体情况下的光传输提供了一种理论模拟方法.     

人血红细胞光散射及蒙特卡罗仿真

本文用反常衍射(anomalous diffraction)理论分析了人体血液中静态红细胞和在剪切力作用下变形为椭球形红细胞的前向光散射特点,利用等体积/等表面积(V/S)光学理论模型,并采用蒙特卡罗法(Monte Carlo)对正常和变形红细胞的光散射过程和三轴参数进行了仿真计算和分析.结果表明,该理论下进行的细胞光散射分析精度与夫朗和费(Fraunhofer)衍射理论相比可提高约一倍.     

单次散射近似研究非视线光传输中的误差

基于蒙特卡罗(Monte Carlo)方法建立了非视线光传输多次散射模型,引入大气光传输系统脉冲响应峰值大小,定量计算了单次散射近似研究非视线光传输时的误差大小。结果表明:大气吸收系数k_a对误差影响较小,误差随大气散射系数k_s和非视线传输光程S的增大而增大;当P值(k_s×S)＞3时,由于多次散射作用明显,误差＞80%;当P＜3时,误差随P值减小而减小,P＜0.3时,误差＜10%,此时单次散射近似可用来研究散射大气中非视线光传输问题。     

基于自适应蒙特卡罗方法的输电线路损耗计算

输电线路损耗计算除了受线路负载和其他外部输入量（如大气条件）等因素的影响外,还跟测量不确定度密切相关。测量不确定度的常见计算方法有两种,即基于测量不确定度表示指南（GUM）的传统方法和自适应蒙特卡罗（AMC）方法。迄今为止,GUM方法被认为是最准确的方法。揭示了GUM方法计算线损的主要缺点,使用AMC方法可以成功地克服GUM方法的缺点。以电网110kV输电线路为例,对两种方法进行了比较,结果表明,GUM方法电阻和线损计算结果方差较大,AMC法更适合于输电线路电阻和损耗的计算。     

基于蒙特卡罗方法的双臂机器人工作空间分析

双臂机器人的工作空间是机器人行业的研究热点和难点,以自行研制的双臂机器人为研究对象,建立D-H坐标系,求出运动学正解方程。根据蒙特卡罗方法和极值理论,利用Matlab仿真软件求出它的工作空间。再次验证了蒙特卡罗方法的实用性和普遍性,为后续机器人轨迹规划和控制研究提供了理论基础。