紫外光脉冲非视线传输的Monte Carlo模拟

应用Monte Carlo方法建立紫外光脉冲在散射大气中非视线传输的模型,模型参数来源于大气透过率及辐射传输算法软件Modtran.利用该模型实现了对散射大气系统脉冲响应函数的模拟,为进一步分析和处理紫外光信号提供依据.     

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。     

紫外光非视线大气传输的实验研究

紫外光信息传输是一种新型的信息传输方式,凭借其可实现非视线信息传输的优势,具有广泛的应用前景.本文首先介绍了紫外光非视线信息传输的散射理论基础,然后搭建实验系统验证了非视线传输的可行性,最后分析了不同传输距离条件下非视线传输特性,为紫外光信息传输的深入研究奠定了坚实的基础.     

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。     

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.     

化学镀NiP原子沉积过程二维计算机模拟

建立了非晶态化学镀NiP原子沉积过程计算机模拟模型，用Monte Carlo方法对原子沉积过程进行了二维（2D）计算机模。结果表明，吸附原子的迁移概率及最大迁移距离S对镀层的显微孔隙有显著的影响。随着吸附原子迁移概率的增加（k减小）及最大迁移距离S的增大，吸附原子有更大的概率迁移到配位数较多的位置处沉积，即原子填充空穴及孔隙的机会多，镀层孔隙率低。     

风力作用下大气颗粒物凝聚生长Monte Carlo模拟

在扩散限制凝聚(DLA)模型的基础上,考虑风力作用对大气颗粒物凝聚生长过程的影响,建立了关于风力作用下大气颗粒物凝聚生长模拟模型。在VC++6.0下成功实现了大气颗粒物凝聚生长的模拟,并对结果进行了分析和讨论。实验表明,模拟方法能在普通微机上较好实现大气颗粒物凝聚生长过程的模拟,能动态观察大气颗粒物凝聚生长过程,实时性较好。     

重载摆角铣头摆动链传动误差分布规律的研究与分析

以研究重载摆角铣头摆动链传动误差分布规律为目标,分析影响重载摆角铣头传动误差的各个因素,建立起精确的传动误差计算公式,并以此为数学模型,根据各误差项分布规律,进行Monte Carlo模拟,通过对结果的统计分析,绘制出摆动链传动误差的分布曲线,并根据其概率密度的特点,采用K-S单样本检测方法对统计结果进行正态分布检测,验证摆动链传动误差符合正态分布规律的猜想.同时对影响重载摆角铣头传动误差各个因素分别进行模拟分析,得出各个误差项在总传动误差中的比例分布,为摆动链传动精度的优化设计提供依据.     

T300/Al金属基复合材料动态Monte Carlo细观数值模拟

以修正的剪滞模型和大型精细复合材料计算模型为基础,用Monte Carlo方法对精细网格单元的纤维性能进行随机赋值,同时对网格单元的基体弹塑性能和界面性能(包括摩擦力)以及残余应力进行确定性赋值,建立单向金属基复合材料的Monte Carlo损伤细观数值动力学本构模型.从细观角度对T300/Al复合丝的静、动态拉伸变形、损伤和破坏过程进行了模拟,并对纤维就位性能、纤维原位性能与复合材料性能之间的关系进行了讨论.结果表明,用纤维就位性能模拟出的应力应变曲线与试验结果一致吻合,用纤维原位性能模拟出的结果偏离了试验结果(预报强度高于试验强度),同时也揭示了复合材料的强度主要由纤维的就位强度控制.     

电子束曲面直写的Monte Carlo仿真与实验

电子束直写技术具有分辨率高、操作简单等优势,是制备微纳米曲面器件的一种理想工具。光刻胶的吸收能量沉积密度分布直接决定了直写后图形的精度和分辨率,由于曲面直写时吸收能量沉积密度分布非对称,因而现有的平面直写工艺不再适用于曲面直写。本文采用基于立方体计算微元的Monte Carlo方法计算不同直写参数变化下的吸收能量沉积密度分布。仿真结果表明：随着入射能量或入射角度的增加,直写点的椭圆度也在增加;而减小束斑和薄胶层可以提升曲面直写的分辨率。实验结果表明：在其他参数不变下,以入射能量（5、10、15 keV）和入射角度（5°、10°、15°）进行单一变量实验,直写点的长宽比分别为1.458、2.323、2.924和1.014、1.113、1.173。可以看出,入射能量对椭圆度地增加更为明显。实验与仿真有了较好地验证,本文结果为曲面直写工艺参数选择提供理论依据。     

光子晶体中的能带结构及其光的传播

能带结构的计算和光在周期结构中的传播是光子晶体的两个基本而又重要的问题。着重讨论了计算晶体能带结构的平面波展开法和分析光在周期性介质中传播的Flo-quet-Bloch理论。光子晶体中的电磁场可以用一系列的空间谐波表示,光的传播方向可以用能量传播方向或它的群速度方向来表示,因此表示光在光子晶体中传播的一个直观方法是利用波向量图。     

联合实验和仿真的机器人参数标定

针对医疗机器人调试过程中必须通过可靠的方法获得准确关节参数的问题,将联合实验和仿真的机器人参数标定这一技术应用到机器人的调试过程中.开展了对医疗机器人结构和运动学模型的分析,建立了运动学模型和关节参数之间的关系,提出了联合实验和仿真以得到准确关节参数的方法;分别控制机器人的单一关节运动,并同时记录针尖点的位置坐标,利用最小二乘法对数据进行处理,得到了关节轴线的表达式和连接点的坐标,通过仿真得到了与实际样机高度吻合的运动学模型,并通过空间计算得到了准确的关节参数;最后以定位精度为评估指标,多次使用该方法对医疗机器人进行了实验验证.实验结果表明,机器人的最终精度均能锁定在1 mm以内,该方法具有可靠性与工程实用性.     

光学实验的计算机仿真

提出了一种综合利用视频编辑技术、MatLab语言和Flash动画,设计光学实验的计算机仿真方法,并以牛顿环测曲率半径的实验为例详细介绍了实现仿真实验的全过程。实验结果表明,设计物理现象突出,操作性强,仿真度高,测量结果与现实相符,取得了较好的仿真效果。     

挖掘机翻车保护装置的计算机仿真与试验研究

简介挖掘机翻车保护结构的特点及功能要求.结合非线性有限元理论,以某挖掘机保护结构为研究对象,进行侧向和前向加载的仿真和模拟,得到翻车保护装置(ROPS)在侧向与前向加载时的载荷-位移曲线,并分析其变形规律.同时根据GB/T 19932-2005标准对此装置进行试验测试,通过与试验数据对比,验证了有限元分析的可行性,为后期的结构设计及优化提供了可靠的依据.     

基于RaLC的物流仓储仿真试验

针对某物流配送中心作业效率不高、服务水平差的问题,选取该物流配送中心营业中具有代表性的1天,利用乐龙仿真软件对其进行实体建模、试验。通过试验分析得出该物流中心设备和人员的利用率情况,找出瓶颈问题。     

相位恢复算法在仿真与实验上的研究

相位恢复算法一直存在着精确度不高,收敛速度慢甚至停滞不前等问题。将基于光强传输方程(TIE)法与G-S迭代算法混合提高了相位恢复的精确度,梯度算法的提出加大了迭代步长,使得收敛速度加快。采用GS-TIE算法和振幅加成梯度算法分别从仿真和实验的角度去比较分析恢复的效果。通过对二维图像仿真得出,振幅加成梯度算法在收敛速度上是GSTIE迭代算法的3倍,精确度是GS-TIE迭代算法的10倍。从实验结果得知,GS-TIE恢复的相位清晰可见,轮廓明显,在边缘处过度均匀,而振幅加成梯度算法相对比较模糊,在轮廓边缘处过度不均匀,悬差较大。