用蒙特卡罗方法求解幅射换热问题的结构有限单元的形状因子矩阵

本文说明了在用有限元模式对机械结构的幅射换热问题进行求解时,必须计算形状因子矩阵。文本研究了用蒙特卡罗方法形成该矩阵的算法,并且编制了FORTRAN77计算程序。算例结果表明,对于实际运用,这种算法有足够的精确度。     

基于voronoi图的材料初始组织的生成

蒙特卡罗方法模拟材料组织演变时,采用voronoi图方法生成的初始组织,可以克服传统方法生成的初始组织存在的缺陷。本文利用Matlab软件生成非限制性voronoi图,用角度比较法对非限制性voronoi图进行剪裁,生成符合真实情况的限制性voronoi图,最后采用角度比较和顺时针搜索策略将限制性voronoi图中的线段按所属的多边形进行了分组,从而在数据结构层次上生成了初始组织。按上述算法编制程序并进行了计算,结果表明:从统计学角度来看,生成的初始组织和实际组织很接近,这为后续的模拟工作打下了坚实的基础。     

基于多点Metropolis的子集模拟方法

本文将多点Metropolis(Multiple-Try Metropolis,MTM)算法应用到子集模拟法中,用MTM算法取代Metropolis-Hasting(M-H)算法来模拟中间失效事件,进而提高子集模拟法的效率.论文给出了基于MTM算法的子集模拟法的具体步骤,并采用算例对所提方法进行了验证,结果表明基于MTM的子集模拟法可以达到和经典子集模拟法相同的效果,并且效率远高于直接蒙特卡罗方法,在进行可靠性分析时可作为一个选择.     

一种基于蒙特卡罗算法的微观人口仿真

马尔科夫链·蒙特卡罗(MCMC)方法使用服从某种概率分布的随机数来仿真系统中可能出现的随机现象。将MCMC思想应用于人口微观仿真系统中,提出了一种基于蒙特卡罗算法的微观人口仿真模型,建立了对应的概率分布函数,设计了一种基于蒙特卡罗随机数原理的抽样算法,并在Wolfram mathematica平台上对其进行模拟实验,仿真出河南省2015-2050年间人口变化曲线,并对仿真误差进行分析。结果表明,该算法能够有效仿真人口变化规律,对人口个体微观变化过程的研究具有重要作用。     

基于MABC-SVR的边坡可靠性分析

针对原始人工蜂群算法收敛较慢、易陷入局部最优的缺点,提出一种新的改进人工蜂群算法,并利用支持向量机建立了边坡安全系数预测模型(MABC-SVR).在此基础上,结合蒙特卡罗法对典型边坡算例(ACADS)进行边坡可靠性分析,计算该边坡的可靠性指标与失效概率,计算结果与已有结果基本接近,且整个建模和模拟运行过程用时不到26 s,与单纯使用蒙特卡罗法相比,用时大大缩短,可见该可靠性分析方法是科学可行的.     

Monte-Carlo算法求解多重积分及改进

积分的近似计算在许多实际工程中的应用十分广泛．首先利用蒙特卡罗方法探讨了积分的近似计算问题，然后对误差估计进行了分析，并结合蒙特卡罗方法的特点对该方法的改进进行了讨论．     

稀疏网格与数论网格在饱和-非饱和流随机模拟中的应用与比较

在饱和-非饱和流的随机模拟中,传统的蒙特卡罗方法收敛速度慢,计算成本高,特别是计算的误差为概率误差,易产生较大的不确定性.引入稀疏网格配点法和数论网格点集可以获得更好的模拟效果.通过算例分析和研究得出:在某些饱和-非饱和流随机模型的模拟中,稀疏网格配点法能够极大地节省计算成本,输出水头(或水质)具有确定的表达式,但是当随机变量维度较高或者模型中被积函数光滑性较差时,其模拟效果往往并不理想,甚至有可能出现违背物理现象的错误结果;数论网格法具有更好的适用性,维数越高,其优势越突出,且相比蒙特卡罗法精度要好,误差是确定的,避免了蒙特卡罗法概率误差带来的不确定性.     

基于蒙特卡罗方法的电力系统电源侧协调规划模拟仿真研究

目前电力系统规划面临着严峻的双侧随机问题,对若干规划方案进行系统运行的模拟仿真对提高系统规划合理性与科学性具有重要意义。在传统模拟仿真方法的基础上,整合了多元线性蒙特卡罗方法,构建了考虑风电、光伏及储能设备充放电的多种电源出力概率模型,设计了以规划成本最小化、运行成本最小化为目标的系统规划模型。通过算例验证了多元线性蒙特卡罗模拟方法的优越性,并通过该方法对多个系统规划方案的实际运行情况进行模拟仿真,求解得到关键系统指标,为规划方案决策提供了依据。     

定向凝固微观组织的MonteCarlo模拟

应用MonteCarlo方法模拟了定向凝固条件下微观组织的形成过程，还模拟了双向凝固、四边由表向里凝固及整体凝固的微观组织形成过程，模拟结果与实际情况非常接近。同时分析了MonteCarlo方法用于微观组织模拟存在的问题和不足之处。     

一类含贝塞尔函数积分的数值算法

在Filon型法和渐进法的基础上，构造了一类含有贝塞尔函数广义积分的一个有效数值算法，同时给出了新算法所产生的误差，并用数值算例对理论分析得结果进行了检验．理论分析及数值实验均表明：当参数r增大时，该算法的精确度将提高．     

Review on modeling and simulation of microstructure evolution during dynamic recrystallization using cellular automaton method

The macro-mechanical properties of metal and alloy are largely depended on their chemical composition and microstructures resulting from the complicated processing and heat treatment history in industrial production. During these thermoplastic processes, dynamic recovery, dynamic recrystallization, static recovery and static recrystallization are the key microstructural evolution mechanisms. Accurate prediction and precise control of the microstructural evolution are of great importance for designers to achieve excellent mechanical properties for metals and alloys through hot working. Up to date, dynamic recrystallization has been recognized as a powerful mechanism for grain refinement. In-depth understanding of the microstructural evolution of dynamic recrystallization and furthermore to accurately predict and control the microstructure evolution during dynamic recrystallization process has become a research focus in the field of plastic processing. Cellular automaton(CA) method has been commonly employed to simulate the microstructure evolution of dynamic recrystallization due to its unique advantages,for example, it is easier to represent topological features and more realistically reflect the grain boundary migration process. In this paper, the basic ideas and characteristics of the CA method are briefly introduced. The physical mechanisms of dynamic recrystallization are summarized. Meanwhile, the state-of-the-art overview of the CA method of simulating the DRX process is introduced. Furthermore, this paper points out several problems that need to be solved urgently and prospects the development trend of the CA method for simulating the microstructure evolution in dynamic recrystallization.     

浇注温度对A356合金半固态枝晶衍变规律的影响

研究了控制浇注法制备A356合金半固态枝晶衍变规律,结果表明：原始显微结构对枝晶半固态衍变具有较大影响,对于原始组织粗大的树枝晶合金,即使经过长时间的保温,初生α相仍为枝晶网状结构;而原始组织细小的等轴晶迅速转变为球状结构．     

A combined continuous-discontinuous approach for failure process of quasi-brittle materials

Rock,concrete and other geo-materials,due to the presence of microstructural inhomogeneity,their fracture processes and damage characteristics are associated with the distribution of micro-cracks contained in the materials.In this study,by introducing a cohesive zone model based on fracture mechanics into the framework of deformable discrete element method,a continuous-discontinuous coupling analysis approach for simulating the fracture of quasi-brittle materials is proposed.The cohesive interface elements are inserted into certain engineering or research region.It is assumed that damage and fracture occur only in the interface elements,while bulk material is modeled to be elastic.The Mohr-Coulomb criterion with tension cut-off is adopted as the damage initiation criterion,and a scalar damage variable representing damage in the material is used to describe the rate at which the material stiffness is degraded.Cracks are simulated explicitly by the failure of the interface elements.Numerical simulations are performed in order to validate the suggested method.Partial applications are also listed.The results show that this method provides a simple but effective tool for the simulation of crack initiation and propagation,and it can reflect the whole process of quasi-brittle materials from small deformation to large deformation and failure.     

大型目标RCS的快速计算及分析

阐述了近年来发展的用于分析电磁散射问题的快速多极子算法（FMM）和多层快速多极子算法（MLFMA）．为了能够有效快速地分析大型复杂结构目标的散射特性,利用了混合积分方程（CFIE）,并在上述快速算法迭代过程中采用不完全分解LU方法（ILU）的加速收敛技术,极大地提高了计算速度．同时重点研究了某特殊结构飞行目标的雷达散射截面（RCS）,其结果对分析该飞行目标的散射特性有很好的指导意义．     

Lattice Boltzmann 方法应用实例——水电站水击计算

建立了模拟水电站水击的一维ＬａｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ（ＬＢ）模型，给出了基本原理、方法和步骤，并通过实例计算与特征线法进行了比较．分析表明，ＬＢ方法效果很好，将之引入水电站流场模拟是可行的，值得进一步探讨．     

压痕位置对多晶铜纳米压痕变形机理的影响

为研究在纳米压痕过程中微观结构多晶铜力学特性及变形机理的影响机制,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大尺度多晶铜分子动力学模型,针对多晶铜不同微观结构分别建立初始压痕位置位于晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团4类微观结构的纳米压痕模型,采用分子动力学方法模拟计算金刚石探针压入模型的纳米压痕过程,计算4种模型的纳米压痕力及原子的静应力与第三应力.采用中心对称参数法分析多晶铜表面及亚表面位错演化对纳米压痕过程的影响.结果表明:探针对4种微观结构的纳米压痕过程存在显著的规律性,纳米压痕力的增长速率、纳米压痕过程位错向邻近晶粒扩散的难度、纳米压痕后多晶铜亚表面位错分布范围、纳米压痕过程中低维数微观结构累积原子势能的难度等均满足降序关系:晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团;压痕位于高维数微观结构时,其相邻的微观结构呈拉应力;而压痕位于低维数微观结构时,其相邻的微观结构呈压应力.在多晶铜的纳米压痕过程中,为减少缺陷结构数量及其能量累积,降低材料的残余应力,应针对多晶铜的晶粒进行机械加工并避开顶点团、三叉晶界等微观结构.     

中型组机器人足球比赛仿真平台的图形系统

介绍了中型组机器人足球比赛仿真平台的图形交互程序.在VC 6.0平台下,通过MFC的类View中特定的MM_ANISOROPIC的映射模式及绘图语句实现了程序.在此图形系统中采用了矩阵运算,实现了机器人的仿真运动,并根据需要设计了相应的碰撞检测算法.通过程序检验,验证了此算法具有良好的准确性和较高的效率,表明了此种方法在机器人足球比赛仿真平台的图形系统中建立的可行性.     

偏微分方程的 Lattice Boltzmann 解法

介绍了用ＬａｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ（ＬＢ）方法求解偏微分方程的原理和方法，建立了一维ＬＢ模型；通过对典型算例的计算分析，验证了ＬＢ方法的有效性．     

基于遗传算法的彩色图象分割

遗传算法是一种模拟生物自然选择与进化过程的随机、并行搜索算法，该算法已用于解决工程问题．文章根据遗传算法的思路和熵的概念，提出了基于遗传算法的彩色图象最佳熵阀值分割方法，给出了算法的主要步骤并分析了算法及实验结果，实验表明遗传算法能有效地对彩色图象进行分割，也存在一些缺点需进一步改进．     

Modeling and simulation for train control system using cellular automata

Train control system plays a key role in railway traffic. Its function is to manage and control the train movement on railway networks. In our previous works, based on the cellular automata (CA) model, we proposed several models and algorithms for simulating the train movement under different control system conditions. However, these models are only suitable for some simple traffic conditions. Some basic factors, which are important for train movement, are not considered. In this paper, we extend these models and algorithms and give a unified formula. Using the proposed method, we analyze and discuss the space-time diagram of railway traffic flow and the trajectories of the train movement. The numerical simulation and analytical results demonstrate that the unified CA model is an effective tool for simulating the train control system. Supported by the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University (Grant No. IRT0605), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60634010, 60776829), the Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-06-0074) and the Key Project of Ministry of Education of China (Grant No. 107007)