稀薄气体直接仿真蒙特卡洛方法交互式并行化系统研究与实现

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作者 傅游 花嵘 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第5期75-80,共6页

在分析稀薄气体直接仿真蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法特点的基础上,研究了基于高性能计算平台的DSMC问题交互式并行化技术,提出了DSMC交互式并行化流程和DSMC程序并行化系统体系结构,实现了能对DSMC问题进行处理... 在分析稀薄气体直接仿真蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法特点的基础上,研究了基于高性能计算平台的DSMC问题交互式并行化技术,提出了DSMC交互式并行化流程和DSMC程序并行化系统体系结构,实现了能对DSMC问题进行处理的交互式并行化软件系统,并应用到两个微通道DSMC方法算例的并行化中,并行化后的两个算例在8个节点的并行集群系统上的计算结果与原串行程序完全吻合,证明了该交互式并行化方法的正确性。 展开更多

关键词 稀薄气体 直接仿真蒙特卡洛方法 并行化 交互式

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大型航天器再入解体气动力热特性模拟的直接模拟蒙特卡洛方法研究 被引量：1

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作者 梁杰 李志辉 +1 位作者 李绪国 杜波强 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第5期537-542,549,共7页

为模拟大型航天器离轨再入近连续过渡流区高超声速气动力/热绕流特征,构建了基于直接模拟蒙特卡洛法碰撞限制器技术的混合方法,发展了基于密度梯度的动态自适应混合网格处理技术与变时间步长计算方案。利用当地流动梯度的克努森数作为... 为模拟大型航天器离轨再入近连续过渡流区高超声速气动力/热绕流特征,构建了基于直接模拟蒙特卡洛法碰撞限制器技术的混合方法,发展了基于密度梯度的动态自适应混合网格处理技术与变时间步长计算方案。利用当地流动梯度的克努森数作为判断连续流失效的参数,将流场划分为不同区域,在连续流区采用碰撞限制器以及大网格尺度和大时间步长,在流场的大梯度区域——包括激波和壁面边界层区域——采用基于当地密度梯度的动态自适应碰撞网格和取样网格处理技术。为保证整个流场范围每个碰撞网格内的模拟粒子数分布更加均匀,采用变时间步长计算方案,并固定当地时间步长与粒子权重的比值,避免了因分子穿越网格界面产生的复制或消失。通过计算类天宫飞行器低密度风洞试验状态的气动力系数,并与试验数据对比,验证了上述算法的高精度模拟能力与可靠性。同时模拟分析了带太阳电池帆板的类天宫飞行器再入85 km高超声速复杂气动力热,及头部对接台与板舱非规则物形绕流所致激波/边界层干扰、流动分离与强气动力热致太阳电池帆板毁坏发生首次解体机制。 展开更多

关键词 大型航天器 再入解体 气动力热特性 直接模拟蒙特卡洛方法 碰撞限制器技术 激波/边界层干扰

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基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究 被引量：4

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作者 陈浩 林震 +2 位作者 刘成诚 张斌 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-84,共12页

真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏... 真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。 展开更多

关键词 不确定量化 直接模拟蒙特卡洛法 真空羽流 配置点方法 气动特性

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基于蒙特卡洛仿真的营打击点阵参数预测方法 被引量：2

4

作者 许龙 邵太华 陈洪辉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第10期87-91,共5页

为减少我军炮兵在预射阶段浪费的炮弹数量,实现对营打击目标区域瞄准点阵参数的预测,在套用经验公式进行计算的基础上,使用蒙特卡洛仿真法对营火炮打击在通道情况下造成毁伤进行仿真实验,仿真得出不同瞄准点阵参数下的饱和毁伤占比。同... 为减少我军炮兵在预射阶段浪费的炮弹数量,实现对营打击目标区域瞄准点阵参数的预测,在套用经验公式进行计算的基础上,使用蒙特卡洛仿真法对营火炮打击在通道情况下造成毁伤进行仿真实验,仿真得出不同瞄准点阵参数下的饱和毁伤占比。同经验公式计算结果进行对比,结果比对误差在可接受范围之内,实例证明,该模型可以辅助营打击瞄准点阵参数的选择。 展开更多

关键词 营打击点阵 蒙特卡洛仿真 饱和毁伤率 参数预测方法

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基于Matlab的弹道蒙特卡洛仿真研究 被引量：19

5

作者 王华 徐军 张芸香 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S1期181-183,共3页

分析了火箭弹在飞行中所受的随机干扰因素,提出了在 Matlab 下构建六自由度仿真模型时这些干扰因素的处理方法,给出了在 Matlab 下应用蒙特卡洛方法仿真随机干扰因素的具体步骤。其中弹道风的影响使得不仅在求解气动力时要考虑弹体与空... 分析了火箭弹在飞行中所受的随机干扰因素,提出了在 Matlab 下构建六自由度仿真模型时这些干扰因素的处理方法,给出了在 Matlab 下应用蒙特卡洛方法仿真随机干扰因素的具体步骤。其中弹道风的影响使得不仅在求解气动力时要考虑弹体与空气的相对运动,而且原来在速度坐标系给出的弹体质心动力学方程也需要作相应的凋整。文中建立了包含随机干扰因素的弹道仿真通用模型,通过对火箭弹射击精度的仿真,验证了弹道偏差形成的一般过程,说明了仿真模型和仿真方法的有效性。 展开更多

关键词 弹道 仿真研究 蒙特卡洛方法 火箭弹

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蒙特卡洛仿真的水下激光通信信道特性 被引量：24

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作者 黄爱萍 张莹珞 陶林伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期219-224,共6页

针对海洋激光通信信道复杂多变的问题,利用理论分析和蒙特卡洛模拟方法详细研究了水下光通信链路的信道特性。采用波长为532 nm的蓝绿激光,分析了典型海水中的信道脉冲响应,研究了接收光强与海水类型、衰减长度、发散角、波束宽度、接... 针对海洋激光通信信道复杂多变的问题,利用理论分析和蒙特卡洛模拟方法详细研究了水下光通信链路的信道特性。采用波长为532 nm的蓝绿激光,分析了典型海水中的信道脉冲响应,研究了接收光强与海水类型、衰减长度、发散角、波束宽度、接收视角及孔径等重要参数的关系,并通过蒙特卡洛仿真实验进行验证。理论分析与仿真结果表明:清澈海域中,传输距离<40 m时,可认为无码间干扰信道,接收端不需要复杂的信号处理算法;但在海港浑浊海域,时延扩展随着接收视角和发散角的增大而增大,从而降低信道的传输效率。当衰减长度小于等于漫射长度时,接收光强随接收孔径的增大而减小;但当衰减长度大于漫射长度时,接收光强随着接收视角的增大呈现先增后恒的趋势。因此,研究结果将对建立准确的水下无线光通信信道模型具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 水下激光通信 信道特性 蒙特卡洛仿真方法

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基于蒙特卡洛模拟的导弹级间分离干扰仿真 被引量：8

7

作者 沙建科 徐敏 施雨阳 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第23期306-310,共5页

级间分离的稳定性、可靠性关系到主级导弹的稳定飞行,采用蒙特卡洛方法对干扰作用下的导弹级间分离进行模拟仿真。首先分析影响级间分离过程的各种随机干扰因素,在此基础上建立了包含随机干扰因素的分离动力学数学模型,然后利用蒙特卡... 级间分离的稳定性、可靠性关系到主级导弹的稳定飞行,采用蒙特卡洛方法对干扰作用下的导弹级间分离进行模拟仿真。首先分析影响级间分离过程的各种随机干扰因素,在此基础上建立了包含随机干扰因素的分离动力学数学模型,然后利用蒙特卡洛方法和随机干扰参数对分离过程进行仿真。仿真结果表明,各种干扰作用下助推级和主级可安全分离。蒙特卡洛方法可快速对级间分离潜在风险以及失败概率进行预测,同时也能定量评估各项干扰因素对分离的影响程度。 展开更多

关键词 级间分离 蒙特卡洛方法 可靠性 仿真

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基于DSMC方法的热裂解原子氢源数值仿真

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作者 于广琛 王俊莉 王晓冬 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第10期820-826,共7页

热裂解原子氢源在材料处理与半导体工艺中至关重要,其核心是通过高温催化裂解氢分子(H2)生成原子氢(H)。针对裂解腔内过渡流/分子流态下连续介质假设不再适用的情况下,研究基于直接模拟蒙特卡罗方法,结合微观反应概率公式,在OpenFOAM平... 热裂解原子氢源在材料处理与半导体工艺中至关重要,其核心是通过高温催化裂解氢分子(H2)生成原子氢(H)。针对裂解腔内过渡流/分子流态下连续介质假设不再适用的情况下,研究基于直接模拟蒙特卡罗方法,结合微观反应概率公式,在OpenFOAM平台构建催化裂解壁面反应模型,揭示热钨丝表面氢分子裂解机制及流场分布特性。仿真结果显示,当灯丝温度为2500 K、氢气流量0.176 sccm时,裂解效率可达28%,而流量增至1.056 sccm时裂解效率降至约12%;且裂解效率随灯丝温度升高呈指数增长,随流量增大显著下降。同时,通Cercignani–Lampis–Lord(CLL)模型分析发现,裂解效率主要由切向容纳系数调控,法向容纳系数影响极小;氢分子与氢原子在速度、密度分布上存在显著差异,入口狭缝可有效抑制氢原子返流。上述结果验证了Direct Simulation Monte Carlo(DSMC)方法在热裂解氢原子源模拟中的适用性与模型有效性,为原子氢源裂解工艺优化及结构设计提供关键参考。 展开更多

关键词 直接模拟蒙特卡洛法(DSMC) 热裂解原子氢源 仿真

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蒙特卡洛法的截击空战仿真 被引量：2

9

作者 杨华冰 刘晋明 陈志收 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2005年第6期50-53,共4页

针对具体空战环节,应用蒙特卡洛方法仿真了截击空战的全过程,提出了截击空战仿真的程序逻辑方案;并结合具体实例,得出仿真数据,定量分析了空战毁伤概率,进而分析了截击空战的作战效能。仿真结果比较符合实际空战情况,具有一定的创新性... 针对具体空战环节,应用蒙特卡洛方法仿真了截击空战的全过程,提出了截击空战仿真的程序逻辑方案;并结合具体实例,得出仿真数据,定量分析了空战毁伤概率,进而分析了截击空战的作战效能。仿真结果比较符合实际空战情况,具有一定的创新性和实际应用价值,其分析问题解决问题的方法和过程对解决类似的问题有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 蒙特卡洛方法 截击 空战 仿真

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蒙特卡洛法验证不确定度A类评定方法 被引量：7

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作者 严玲玲 程银宝 +2 位作者 陈晓怀 李红莉 范超 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期17-20,共4页

针对客观概率的不确定度评定方法可靠性问题,利用蒙特卡洛法适合于计算机模拟的技术优势,验证3种不确定度A类评定方法的准确性。仿真实验结果表明:计算过程更为简单的极差法优于贝塞尔公式法,更具应用优势。由于评价的数据范围更广,合... 针对客观概率的不确定度评定方法可靠性问题,利用蒙特卡洛法适合于计算机模拟的技术优势,验证3种不确定度A类评定方法的准确性。仿真实验结果表明:计算过程更为简单的极差法优于贝塞尔公式法,更具应用优势。由于评价的数据范围更广,合并样本标准差法比极差法和贝塞尔公式法更为可靠合理,但测量成本也更高。 展开更多

关键词 计量学 蒙特卡洛法 不确定度评定方法 仿真验证

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基于蒙特卡洛方法的武器信息共享过程精度分配 被引量：2

11

作者 王雪 张宾 +2 位作者 刘刚 宋丽琼 李明 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第2期140-142,共3页

针对协同作战武器信息共享过程中的对精度分配的需求,介绍了一种精度分配的方法。分析了武器信息共享的过程及误差环节,建立模型,采用蒙特卡洛方法进行模拟仿真。通过提出可以接受的共享信息精度误差协方差的最大值,得到各误差环节误差... 针对协同作战武器信息共享过程中的对精度分配的需求,介绍了一种精度分配的方法。分析了武器信息共享的过程及误差环节,建立模型,采用蒙特卡洛方法进行模拟仿真。通过提出可以接受的共享信息精度误差协方差的最大值,得到各误差环节误差协方差最大值。最后通过一个具体的例子展示了计算的便捷性,对实际工程应用有一定的指导作用。 展开更多

关键词 蒙特卡洛方法 信息共享 精度分配 仿真

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一种直接力/气动力复合控制自动驾驶仪的设计方法 被引量：8

12

作者 李友年 贾晓洪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期1-3,共3页

文中基于直接力与气动力复合控制的导弹,提出了空气舵和直接力喷流装置同步工作的混合方式,建立了弹体模型,给出了一种自动驾驶仪的设计方法。自动驾驶仪具有传统的结构形式,内回路为阻尼回路,采用连续的控制方式;外回路为加速度控制回... 文中基于直接力与气动力复合控制的导弹,提出了空气舵和直接力喷流装置同步工作的混合方式,建立了弹体模型,给出了一种自动驾驶仪的设计方法。自动驾驶仪具有传统的结构形式,内回路为阻尼回路,采用连续的控制方式;外回路为加速度控制回路,采用变结构控制率,以减小弹体参数摄动对输出加速度的影响。仿真结果表明,这种混合方式能够同时提高导弹的最大输出加速度和快速响应能力,自动驾驶仪具有良好的性能。 展开更多

关键词 自动驾驶仪 设计方法 复合控制 直接力 气动力 速度控制回路 混合方式 同步工作 控制方式 阻尼回路 结构形式 参数摄动 响应能力 仿真结果 加速度 体模型 空气舵 控制率 变结构 导弹 输出 弹体

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仿真优化方法(综述) 被引量：5

13

作者 曾建潮 孙国基 《系统仿真学报》 CAS CSCD 1989年第1期15-19,共5页

本文综述了近年来发展起来的几种主要仿真优化方法,它包括直接法、响应面法和随机优化方法.

关键词 仿真优化方法 直接法 响应面法

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子母弹对航空母舰毁伤效果的仿真计算 被引量：6

14

作者 王世强 李宏伟 +2 位作者 卢厚清 赵超 张毅军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期168-170,175,共4页

通过建立航空母舰重要目标的数学模型,将导弹对航空母舰毁伤能力指标进行量化,运用蒙特卡洛方法模拟计算导弹对航空母舰的毁伤效果,进行了实例计算,结果表明该方法简单,快速且可靠。

关键词 子母弹 航空母舰 仿真计算 蒙特卡洛方法

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体素模型表面优化提取方法及图形显示 被引量：11

15

作者 侯增选 张定华 +3 位作者 杨海成 王增强 F.-L. Krause 高新瑞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第3期361-363,367,共4页

三维体数据的显示方法有2种:直接体绘制方法和间接体绘制方法.本文首先比较了这2种体数据显示方法的优缺点,然后介绍了基于渐进立方体(Marching Cubes)方法的间接体绘制方法.根据压缩形式的体素模型特点,提出了一种新的体素模型表面三... 三维体数据的显示方法有2种:直接体绘制方法和间接体绘制方法.本文首先比较了这2种体数据显示方法的优缺点,然后介绍了基于渐进立方体(Marching Cubes)方法的间接体绘制方法.根据压缩形式的体素模型特点,提出了一种新的体素模型表面三角网格提取优化算法,该算法利用材料变化信息直接在位于物体表面的体素模型中提取表面三角网格,与传统的Marching Cubes算法相比,该算法不仅可以跨越物体外部全空的体素,还可以跨越位于物体内部全实的体素.该方法在基于Voxel模型的五坐标数控加工仿真系统中得到了应用,测试结果表明,采用该方法提取体素模型表面三角网格时可以提高效率2～3倍. 展开更多

关键词 体素模型 直接体绘制方法 间接体绘制方法 网格提取 五坐标数控加工仿真

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基于自适应重要抽样的可靠性分析方法 被引量：5

16

作者 马纪明 詹晓燕 曾声奎 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1142-1146,1150,共6页

基于自适应重要抽样(AIS,Adaptive Importance Sampling)的可靠性分析方法,能够克服基于蒙特卡洛方法分析小概率事件时存在的效率低、精度差问题.为解决显性失效方程不存在时寻找失效点困难问题,首先利用条件递归寻找失效点,并使之尽可... 基于自适应重要抽样(AIS,Adaptive Importance Sampling)的可靠性分析方法,能够克服基于蒙特卡洛方法分析小概率事件时存在的效率低、精度差问题.为解决显性失效方程不存在时寻找失效点困难问题,首先利用条件递归寻找失效点,并使之尽可能在失效面附近;以该失效点为采样中心,抽取失效样本,并不断调整采样中心,使失效样本不断靠近设计点;然后利用这组失效样本估计重要抽样函数的参数,再执行自适应迭代过程,直至失效概率的误差缩小到允许误差限内.最后通过两个典型案例对方法进行应用验证,仿真结果表明在没有失效方程的情况下,能够通过仿真方法很快找到失效点,表明对于不存在显性失效方程的系统,该方法同样适用.与蒙特卡洛方法的对比结果表明该方法在仿真效率上具有较大优越性,且失效概率越小,这种优越性越明显. 展开更多

关键词 可靠性 蒙特卡洛方法 仿真 自适应重要抽样方法 递归

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矢量喷管柔性机构运动及可靠性仿真(英文) 被引量：6

17

作者 高阳 白广忱 于霖冲 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期175-178,共4页

针对航空航天柔性机构运动具有复杂非线性的特点,提出了一种在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台下建立柔性机构模型并进行运动仿真的方法,对某轴对称矢量喷管(AVEN)机构进行了建模仿真;采用响应面方法和蒙特卡洛法相结合的方法得到了矢量喷管... 针对航空航天柔性机构运动具有复杂非线性的特点,提出了一种在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台下建立柔性机构模型并进行运动仿真的方法,对某轴对称矢量喷管(AVEN)机构进行了建模仿真;采用响应面方法和蒙特卡洛法相结合的方法得到了矢量喷管性能参数的概率分布,并计算了其可靠性。该方法能够为航空航天领域同类机构的建模分析提供借鉴,响应面方法与蒙特卡洛法结合的可靠性分析方法在满足一定精度要求的同时,能够大大减少计算时间。 展开更多

关键词 仿真 可靠性 机构 蒙特卡洛法 轴对称矢量喷管 响应面方法

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基于SISE方程的广义gamma分布参数估计方法 被引量：6

18

作者 秦先祥 高贵 +1 位作者 周石琳 邹焕新 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1860-1865,共6页

广义gamma分布(GΓD)是近年来用于SAR图像统计建模重要分布之一,参数估计是制约其应用的核心问题。该文提出了一种新的*GΓD参数估计方法。首先分析了*GΓD的对数累积量参数估计方法(Mehtod-of-Log-Culmulants,MoLC)的不足,接着推导了基... 广义gamma分布(GΓD)是近年来用于SAR图像统计建模重要分布之一,参数估计是制约其应用的核心问题。该文提出了一种新的*GΓD参数估计方法。首先分析了*GΓD的对数累积量参数估计方法(Mehtod-of-Log-Culmulants,MoLC)的不足,接着推导了基于SISE(Scale-Independent-Shape-Estimation)方程的*GΓD参数估计表达式,并给出了具体的求解方法。最后,利用蒙特卡洛仿真的实验结果表明,该文方法稳定性和有效性优于MoLC。 展开更多

关键词 广义gamma分布 参数估计 尺度独立的形状估计 对数累积量方法 蒙特卡洛仿真

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新一代GPS标准中非理想表面模型的建模方法 被引量：9

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作者 张敏 姜海洋 石照耀 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-98,共8页

本文重点研究在新一代产品几何技术规范标准下如何将非理想表面模型以离散数学的方法表达出来。利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真技术(MCMC)和基于主成分分析(PCA)的全局建模法来实现考虑几何约束和公差规范的具有随机误差的非理想表面模型... 本文重点研究在新一代产品几何技术规范标准下如何将非理想表面模型以离散数学的方法表达出来。利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真技术(MCMC)和基于主成分分析(PCA)的全局建模法来实现考虑几何约束和公差规范的具有随机误差的非理想表面模型的仿真分析;利用统计形状分析方法(SSA)和基于广义Darboux结构的局部建模法来实现在制造过程中产生的系统误差的非理想表面模型的仿真分析;并引入平均非理想表面模型概念及其统计分析方法对产品变形趋势进行预测。最后以实际工件为对象,通过本文提出的方法得到了其非理想表面模型的仿真结果,并对其仿真效果进行了综合分析,分析结果证明了本文提出方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 产品几何技术规范 离散数学方法 非理想表面模型 蒙特卡洛仿真 统计形状分析

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移动通信直序扩频虚拟仿真实验教学 被引量：4

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作者 何伟刚 李政林 章帆 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第10期104-107,共4页

为克服移动通信传统教学方法内容枯燥,难于理解,实验设备有限等弊端,我们在该课程的教学实验中突出技术实用性和现代性等特点,采用移动通信调制解调联合建模方法,基于Verilog语言在QuartusⅡ开发平台上进行仿真,结果用二维图显示出来,... 为克服移动通信传统教学方法内容枯燥,难于理解,实验设备有限等弊端,我们在该课程的教学实验中突出技术实用性和现代性等特点,采用移动通信调制解调联合建模方法,基于Verilog语言在QuartusⅡ开发平台上进行仿真,结果用二维图显示出来,可以清晰地看到每个信号的波形,为学生直观展示伪随机的宽带信号,扩频调制与解调变化以及码元判决等相关教学内容,有助于学生更好地理解扩频调制与解调及信号分析。学生易于掌握综合性相关知识点,增强理论与实际相结合的能力。 展开更多

关键词 教学方法 仿真 知识点 应用效果 直接序列扩频系统

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