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基于事件的蒙特卡罗粒子输运算法设计实现
1
作者 黎铁军 张建民 +1 位作者 李雨函 杨博 《计算机工程与科学》 北大核心 2026年第3期381-388,共8页
蒙特卡罗MC粒子输运程序是典型的高性能计算应用。MC粒子输运程序存在基于粒子历史与基于事件2种并行实现方法。代理程序是面向特定体系结构开展大型实际程序性能优化的重要基础,实现基于事件的MC代理程序对研究面向众核体系结构的性能... 蒙特卡罗MC粒子输运程序是典型的高性能计算应用。MC粒子输运程序存在基于粒子历史与基于事件2种并行实现方法。代理程序是面向特定体系结构开展大型实际程序性能优化的重要基础,实现基于事件的MC代理程序对研究面向众核体系结构的性能优化非常重要。然而目前没有公开的基于事件方法的代理程序。基于开源项目OpenMC,对基于事件的蒙特卡罗粒子输运算法进行设计,实现了一个新的基于事件的MC粒子输运代理程序。实验结果表明,该代理程序能够有效模拟OpenMC的分支、访存及计算特征,且其代码量不到OpenMC代码量的5%,运行时间仅为OpenMC的7.5%,为基于事件算法的优化研究提供了高效易用的平台。 展开更多
关键词 粒子输运模拟 蒙特卡罗算法 基于事件的方法 程序特征提取
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基于蒙特卡罗模拟的高校室内灰尘重金属健康风险评价
2
作者 孙崇玉 李洋 +4 位作者 黄玉华 董秀红 孙立强 洪秀萍 周璇 《环境化学》 北大核心 2026年第1期202-214,共13页
为研究高校室内灰尘中重金属的浓度、来源分配和概率健康风险,以安徽省某高校为研究对象,采集教学楼、图书馆、实验楼、行政楼和宿舍等5个功能区共60个点位的室内灰尘.通过地累积指数法、改进内梅罗指数法和潜在生态风险指数法开展污染... 为研究高校室内灰尘中重金属的浓度、来源分配和概率健康风险,以安徽省某高校为研究对象,采集教学楼、图书馆、实验楼、行政楼和宿舍等5个功能区共60个点位的室内灰尘.通过地累积指数法、改进内梅罗指数法和潜在生态风险指数法开展污染评价,利用正定矩阵因子分解模型(PMF)与蒙特卡罗模拟方法,定量评估不同来源重金属对人体健康的风险.结果表明,灰尘中Pb、Zn、Cu、Cr、Mn、Ni、Cd和Hg的平均浓度分别为131.78、436.48、113.60、152.54、511.69、83.38、0.84、0.32 mg·kg^(-1),除Mn外,其余重金属的浓度均超过了安徽省土壤元素背景值.8种重金属的地累积指数顺序为:Hg>Cd>Zn>Pb>Cu>Ni>Cr>Mn,其中Hg和Cd属于中强度污染水平.改进内梅罗指数结果表明,灰尘的综合污染程度为中度污染至强度污染,总体上为中强度污染.潜在生态风险指数结果显示65%的样本处于高生态风险,6.7%的样本为极高生态风险.采用PMF模型和相关分析相结合的方法,确定了室内装修、设备使用、实验活动和交通排放4个来源,贡献率分别为26.98%、23.64%、20.64%和28.74%.概率健康风险评估表明,灰尘重金属对儿童存在一定程度的可耐受致癌健康风险,对成人存在人体可接受的致癌风险.所有人群的非致癌风险可以忽略不计.特定源-健康风险评估模型分析表明,设备使用是最重要的人为源,应持续监测镉的较高致癌风险. 展开更多
关键词 灰尘 重金属 蒙特卡罗模拟 健康风险 PMF模型
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基于全链路改进偏振蒙特卡罗仿真的水下光传输特性分析
3
作者 胡浩丰 韩泽雄 +2 位作者 黄一钊 翟京生 李校博 《应用光学》 北大核心 2026年第1期37-50,共14页
偏振光及其成像技术在水下探测领域具有广泛应用,特别是针对散射水体下的清晰成像问题,具有独特的优势。由于水体的吸收和散射粒子的散射效应,水下成像环境中自然光线较弱,需要依靠主动照明来获取高质量图像,然而光源发散角的大小直接... 偏振光及其成像技术在水下探测领域具有广泛应用,特别是针对散射水体下的清晰成像问题,具有独特的优势。由于水体的吸收和散射粒子的散射效应,水下成像环境中自然光线较弱,需要依靠主动照明来获取高质量图像,然而光源发散角的大小直接影响了照明光场的强度和偏振分布,影响着成像质量的高低,传统的偏振蒙特卡罗模型模拟水下光源照明时忽略了光源发散角特征,且对偏振特性的记录存在误差。为此,针对传统偏振蒙特卡罗模型从参考子午面的构建方式、光子初始化方式到光子的追踪解算及光子的探测接收进行了全链路的改进。基于改进后的模型,分别在均匀光源照明和高斯光源照明条件下,探究了光源发散角及传输距离对偏振光水下传输特性的影响,进一步仿真分析了光源发散角及传输距离对不同成像方式和图像算法的作用,并设计了水下成像方式进行实验验证。实验结果表明:在不同入射光偏振态及不同散射粒子尺寸条件下,减小主动照明光源的发散角,有利于区分成像目标光与背景杂散光的偏振特性差异,提升成像对比度,抑制噪声干扰。提出的全链路偏振蒙特卡罗模型及数值研究,可为水下成像探测中主动照明光源的设计提供重要的数值参考和理论支撑。 展开更多
关键词 散射 偏振蒙特卡罗 面光源 主动照明 发散角
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污染土壤样品中^(90)Sr快速测量的蒙特卡罗模拟
4
作者 盛伟 钟方平 +4 位作者 李华锋 徐明 张洋 张政 孙高峰 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第1期72-79,共8页
^(90)Sr作为核裂变的重要产物,具有裂变产额高、半衰期长的特性,广泛存在于放射性污染场址。它在机体内的生化性质与钙元素相似,是典型的亲骨型、高毒性核素,进入体内会沉积在骨骼中,引发长期内照射。目前普遍采用放化法分析土壤中^(90... ^(90)Sr作为核裂变的重要产物,具有裂变产额高、半衰期长的特性,广泛存在于放射性污染场址。它在机体内的生化性质与钙元素相似,是典型的亲骨型、高毒性核素,进入体内会沉积在骨骼中,引发长期内照射。目前普遍采用放化法分析土壤中^(90)Sr含量,该方法需先将样品进行放化分离和富集,难以满足大量样品快速测量的需求。本文基于大面积放射性污染区^(90)Sr含量的测量需求,对利用激发特征X射线直接测量土壤中^(90)Sr含量的方法进行了蒙特卡罗模拟研究。根据特征X射线探测效率和单位活度浓度计数率变化规律,系统研究了靶材料种类、样品尺寸等条件参数对方法最小可探测活度浓度的影响,优化了测量条件。优化后,方法对某污染样品中^(90)Sr的最小可探测活度浓度为0.86 Bq/g(10000 s)。 展开更多
关键词 ^(90)Sr 快速测量 特征X射线 条件优化 蒙特卡罗方法
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基于黏菌优化算法与蒙特卡罗模拟的古滑坡体稳定性分析
5
作者 曹昊 钟冬望 +3 位作者 冯庆蔚 何理 赵永明 李腾飞 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第2期173-180,共8页
依托重庆万州港临近古滑坡体水下炸礁爆破工程,针对岩土体力学参数随机性与爆破累积损伤因素,提出了一种结合声波测试技术、黏菌优化算法(SMA)与蒙特卡罗(MC)模拟的综合可靠度分析方法。该方法利用声波测试量化岩体劣化程度,再引入SMA... 依托重庆万州港临近古滑坡体水下炸礁爆破工程,针对岩土体力学参数随机性与爆破累积损伤因素,提出了一种结合声波测试技术、黏菌优化算法(SMA)与蒙特卡罗(MC)模拟的综合可靠度分析方法。该方法利用声波测试量化岩体劣化程度,再引入SMA算法搜索临界滑动面,最后通过MC模拟评估边坡失效概率。结果表明,天然工况下古滑坡体稳定性系数Fs为1.261,与传统极限平衡法计算结果相近,表明SMA用于滑面搜索具有一定的可行性,在本文模型条件下,边坡处于稳定状态;边坡岩体物理力学性质随爆破频次增加呈非线性劣化,前3次爆破对岩体的损伤最为显著;受多次爆破扰动影响,边坡稳定性系数由1.261降至1.081,降幅达14.2%;MC模拟显示,爆破后边坡失效概率Pf平均值达13.68%,失稳风险显著增加,现场需采取加固措施。该方法已成功应用于工程实践,可为同类涉水古滑坡工程提供参考。 展开更多
关键词 边坡稳定性 爆破扰动 极限平衡法 黏菌优化算法 蒙特卡罗模拟
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10~100 kV X射线空气减弱修正因子的蒙特卡罗模拟研究
6
作者 王红洪 赵瑞 +2 位作者 吴金杰 包俊霞 王英霖 《计量学报》 北大核心 2026年第2期283-288,共6页
空气减弱修正是自由空气电离室绝对测量空气比释动能的重要修正项,能量越低影响越大。针对实验测量过程中条件控制严格,操作复杂等问题,提出了基于蒙特卡罗模拟空气减弱修正因子的方法,并引入了重归一化光电(PE)截面数据修正。基于默认... 空气减弱修正是自由空气电离室绝对测量空气比释动能的重要修正项,能量越低影响越大。针对实验测量过程中条件控制严格,操作复杂等问题,提出了基于蒙特卡罗模拟空气减弱修正因子的方法,并引入了重归一化光电(PE)截面数据修正。基于默认数据库xcom和重归一化截面数据库mcdf-xcom,对10~100 kV范围内5个参考辐射质下空气减弱修正因子进行模拟,结合实验测量,分析2种数据库模拟结果的差异以及基于蒙特卡罗模拟方法模拟空气减弱修正因子的可行性。结果表明,在10~100 kV条件下,重归一化截面数据库相较于默认数据库降低了模拟结果的不确定度,提升了与实验值的吻合度,重归一化截面数据库mcdf-xcom显示出一定的优势;在30~100 kV范围内,模拟结果与实验值高度吻合(差异<0.6%)。验证了蒙特卡罗模拟空气减弱修正因子方法的可行性,在30~100 kV能量范围内可替代实验测量。 展开更多
关键词 电离辐射计量 X射线 空气减弱修正因子 蒙特卡罗模拟 重归一化光电截面
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基于PMF和蒙特卡罗模拟的冶炼厂地块土壤重金属污染评估及源解析
7
作者 闵康婷 杨国栋 +2 位作者 罗思雅 袁世杰 陈浪 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第1期163-176,共14页
运用正定矩阵因子分解(PMF)受体模型和蒙特卡罗模拟,评估某冶炼厂遗留地块土壤重金属污染与健康风险。结果表明,土壤中As、Cu、Pb、Ni和Zn含量分别为湖北省土壤背景值的4.6、179.6、45.31、8.6和38.9倍,地累积指数判定为轻度污染;生态... 运用正定矩阵因子分解(PMF)受体模型和蒙特卡罗模拟,评估某冶炼厂遗留地块土壤重金属污染与健康风险。结果表明,土壤中As、Cu、Pb、Ni和Zn含量分别为湖北省土壤背景值的4.6、179.6、45.31、8.6和38.9倍,地累积指数判定为轻度污染;生态风险评估表明,89%的样点Cu、32%的样点As处于极强风险水平。PMF解析指出,工业源是主要污染来源(贡献率40%),自然源和混合源次之(分别为33%、27%)。健康风险评估(HRA)表明,成人和儿童致癌风险可接受,主要贡献元素为Ni;非致癌风险中,成人超阈值概率6.32%,儿童达49.5%,主要由Pb导致。根据土壤重金属污染来源和健康风险关系的分析结果,确定自然源有关的As为优先管控因子。参数敏感性分析显示,皮肤接触和口服摄入是成人与儿童主要接触途径,皮肤黏附系数和体重影响显著。两模型结合为土壤污染防控提供了精准依据。 展开更多
关键词 PMF模型 蒙特卡罗模拟 风险评估 来源解析 优先控制因子
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脉冲X射线能谱蒙特卡罗仿真计算与实验验证
8
作者 徐喆 刘伟达 +4 位作者 严宇 彭炎 杨会敏 陈希强 吴凌峰 《核科学与工程》 北大核心 2026年第1期123-131,共9页
脉冲X射线机凭借其小型化、轻量化优势,在违禁品检测、医疗诊断及艺术品鉴定等领域展现出显著应用潜力。通过蒙特卡罗方法建立了脉冲X射线能谱仿真模型,模拟了脉冲X射线机中电子轰击钨靶的射线生成过程,计算了脉冲X射线中光子的能量分布... 脉冲X射线机凭借其小型化、轻量化优势,在违禁品检测、医疗诊断及艺术品鉴定等领域展现出显著应用潜力。通过蒙特卡罗方法建立了脉冲X射线能谱仿真模型,模拟了脉冲X射线机中电子轰击钨靶的射线生成过程,计算了脉冲X射线中光子的能量分布,分析了其在304不锈钢中的输运特性,并通过实验对仿真结果进行了验证。结果表明:仿真与实验获得的脉冲X射线在304不锈钢中平均衰减系数分别为1.477 cm^(-1)和1.551 cm^(-1),相对误差为5%,验证了仿真模型的可靠性;能谱分析表明脉冲X射线机所产生X射线中低能光子占比显著高于传统X射线源,其310 kV激励下等效平均能量仅与211 kV常规X射线相当。该研究揭示了脉冲X射线能谱与传统X射线能谱的差异,为脉冲X射线机在无损检测领域的应用奠定基础。 展开更多
关键词 脉冲X射线机 X射线能谱 蒙特卡罗 衰减系数
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废物固化桶核素分析的蒙特卡罗模拟与实验 被引量：1
9
作者 龚军军 龙淼 +2 位作者 郭卫群 许国德 洪继斌 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第3期69-74,共6页
针对分段扫描法和层析扫描法适用于均匀和不均匀废物包,但测量系统较复杂、昂贵,对测量环境要求较高,耗时较长,电磁干扰比较严重的问题,首先基于放射性废物固化桶内容物分布均匀的特点,提出了一种简捷有效的测量方法,采用溴化镧闪烁探测... 针对分段扫描法和层析扫描法适用于均匀和不均匀废物包,但测量系统较复杂、昂贵,对测量环境要求较高,耗时较长,电磁干扰比较严重的问题,首先基于放射性废物固化桶内容物分布均匀的特点,提出了一种简捷有效的测量方法,采用溴化镧闪烁探测器,配合专门设计的准直器,获取了固化桶内容物放射性核素活度浓度信息;然后,通过蒙特卡罗模拟计算,分析了源探距离、准直器等对探测效率的影响;最后,搭建探测装置,开展了实际放射性废物固化桶现场测量,结果表明:模拟计算结果与实测数据一致性较好。该研究成果可为废物固化桶核素分析提供一种快捷方法和手段。 展开更多
关键词 废物固化桶 核素分析 蒙特卡罗模拟 探测效率
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基于蒙特卡罗模拟的无人机地面风险缓冲区确定方法
10
作者 孟令航 武春雁 +1 位作者 乔雷章 张弘扬 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1290-1297,共8页
无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初... 无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初始位置为随机变量的无人机弹道下降动力学模型,通过蒙特卡罗模拟确定无人机失效坠地范围。其次,提出一种确定无人机地面缓冲区包络线的绘制方法,实现对整条无人机航迹地面风险缓冲区的定量化确定。最后,以航大汉来(天津)航空技术有限公司巡检业务航线例对本文提出的方法进行了仿真验证,并与无人机在不同风场和不同运行条件下的缓冲保护区进行对比,研究不确定风场及其运行条件对无人机地面坠毁范围的作用效果,建立不同运行条件下的地面风险缓冲区。结果表明,在飞行速度更大、飞行高度更高、风速更大、风速和风向的标准差更大的条件下运行,无人机失效坠毁产生的坠地范围更广泛,建立的地面风险缓冲区的面积越大。 展开更多
关键词 无人机 地面风险缓冲区 蒙特卡罗模拟 不确定风场 航迹误差
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近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
11
作者 胡佳志 李志辉 李凡 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1737-1744,共8页
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙... 近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙特卡罗方法的经典现象学能量交换模型为基础,通过将全部碰撞视为非弹性,控制转、平动能量参与交换比例缓解内能松弛过快,开发一种限制碰撞能量交换且解耦碰撞分子转动双松弛的直接模拟蒙特卡罗方法计算程序。对比验证程序与统一算法、开源DS2V程序、直接模拟蒙特卡罗-信息保存3种方法在超声速圆柱绕流的计算结果,结果显示,忽略统计波动影响程序能再现精细的流场激波结构且最大误差仅为5.6%;在此基础上模拟马赫数对20°楔角平板的气动力热影响并对比分析程序与二维直接模拟蒙特卡罗方法程序计算速度,发现粒子数密度、温度以及压力在楔角位置明显累计,在考虑飞行器热防护设计时,应重点关注楔角位置;相同计算条件下该程序单位时间步长计算速度相比直接模拟蒙特卡罗方法程序快28.7%。 展开更多
关键词 临近空间飞行环境黏性干扰效应 Borgnakke-Larsen能量松弛模型 直接模拟蒙特卡罗方法 直接模拟蒙特卡罗-信息保存方法 气体动理论统一算法 圆柱绕流 平板扰流 马赫数
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基于拟蒙特卡罗积分的随机离散纵标方法研究 被引量：1
12
作者 戴涛 徐龙飞 +3 位作者 李百文 沈华韵 胡远 马锐垚 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1226-1233,共8页
离散纵标(S_(N))方法因其较高的计算精度和效率广泛应用于中子输运计算。然而,在含有局部源、弱散射介质的问题中,S_(N)方法存在的射线效应问题一直未能得到较好的解决,严重制约了该方法在极端输运问题中的准确性和普适性。本文利用蒙... 离散纵标(S_(N))方法因其较高的计算精度和效率广泛应用于中子输运计算。然而,在含有局部源、弱散射介质的问题中,S_(N)方法存在的射线效应问题一直未能得到较好的解决,严重制约了该方法在极端输运问题中的准确性和普适性。本文利用蒙特卡罗方法可对复杂函数进行精确数值积分的优点,提出了一种基于拟蒙特卡罗求积组的随机离散纵标(rS_(N))方法。初步研究表明,采用同等数量的离散角度时,该方法在强角度各向异性问题中的准确性优于传统求积组,而在弱角度各向异性问题中不如传统求积组。本文结合随机性和确定性求积组的优势,进一步提出了基于碰撞耦合的rS_(N)-S_(N)方法,并通过数值结果证明了该方法能以更少的计算时间和计算量获得更高的计算精度。 展开更多
关键词 中子输运 离散纵标方法 蒙特卡罗方法 射线效应
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基于蒙特卡罗及博弈赋权法的地热资源潜力与适宜性评估 被引量：3
13
作者 何怡香 丁朋朋 +2 位作者 刘韶华 王明珠 朱磊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期176-187,共12页
【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资... 【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资源潜力不确定性评估;从地热资源特性、地质结构属性、社会经济3个方面建立砂岩热储适宜性多维度指标体系,采用博弈组合赋权法计算指标权重,开展地热资源适宜性定量评价,并通过地热井空间分布对评价结果进行校验。【结果和结论】鲁西北平原馆陶组热储最大概率地热资源量为5.68×10^(17) kJ,折合标准煤1.94×10^(10) t,地热资源量为(4.75~6.32)×10^(17) kJ的概率为90%,平均地热资源丰度为3.35×10^(13) kJ/km^(2);研究区适宜性“较好”及以上面积为5557 km^(2),占比35.63%;适宜性“差”区域占比最低,仅为14.32%;综合资源潜力和适宜性结果,鲁西北平原德州潜断陷为地热勘探开发首选靶区。研究成果可为重点地区地热资源勘探优化和开发目标区域识别提供技术支撑。 展开更多
关键词 地热资源 蒙特卡罗模拟 热储特征 体积法 博弈赋权法 适宜性评价 鲁西北平原
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模型驱动深度学习增强的马尔可夫链蒙特卡罗MIMO检测器:设计、仿真与原型验证 被引量：1
14
作者 曹益枭 周星宇 +3 位作者 张静 梁乐 李勇 金石 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1142-1152,共11页
多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统规模日益增长,导致接收机信号检测计算复杂度急剧上升,传统检测算法难以在误码性能和复杂度之间取得良好平衡.基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)的检测算... 多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统规模日益增长,导致接收机信号检测计算复杂度急剧上升,传统检测算法难以在误码性能和复杂度之间取得良好平衡.基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)的检测算法能以多项式量级的复杂度实现近最优的检测性能,然而该方法在低采样数下性能损失严重.因此,本文引入了基于模型驱动的深度学习技术,将MCMC迭代过程展开为级联网络结构,向网络中引入可训练参数,通过深度学习方法优化参数设置.根据复杂度分析与仿真验证,所提方案在编码场景下的误码性能优于原始算法约1 dB,同时计算复杂度显著低于原始算法.为验证模型驱动深度学习方案在实际传输中的性能,搭建2×2 MIMO智能通信原型验证平台,并进行端到端空口传输测试.测试结果表明,模型驱动深度学习增强的MCMC检测算法可以更低的计算复杂度实现误码性能优势,从而证实了所提方案在实际传输环境中的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 MIMO检测 马尔可夫链蒙特卡罗 模型驱动 深度学习 原型验证平台
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蒙特卡罗MagicMC程序网格权窗全局减方差模块开发与验证
15
作者 曲泓宇 陈珍平 +6 位作者 孙爱扣 雷济充 刘程伟 朱琳 张羿 张怡卿 于涛 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第4期481-489,共9页
在大尺度辐射屏蔽计算中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法面临粒子深穿透现象,导致计算精度低、统计误差大、收敛速度慢等问题。为满足计算精度和效率的要求,通常采用网格权窗减方差方法缓解粒子输运深穿透问题。针对上述问题,本文基于蒙... 在大尺度辐射屏蔽计算中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法面临粒子深穿透现象,导致计算精度低、统计误差大、收敛速度慢等问题。为满足计算精度和效率的要求,通常采用网格权窗减方差方法缓解粒子输运深穿透问题。针对上述问题,本文基于蒙特卡罗程序MagicMC开发了网格权窗全局减方差模块,建立了基于MC-MC正向耦合的自适应平滑因子改进网格权窗方法。通过对ITER基准题计算,结果表明在相同条件下,不同位置的通量值与参考解对比,数值吻合,并且FOM因子提高了约7倍。同时,针对1/4 NUREG/CR-6115PWR基准题开展了网格中子通量密度分布计算,与直接模拟相比,本文全局减方差方法的FOM因子提高了9倍左右。数值分析结果验证了本文开发的网格权窗全局减方差模块的正确性与可靠性,提升了MagicMC程序对大尺度辐射屏蔽问题的计算分析能力。 展开更多
关键词 辐射屏蔽 蒙特卡罗 网格权窗 减方差 平滑因子
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基于蒙特卡罗法的黄土滑坡概率与可靠度分析——以榆林市朝阳路滑坡为例 被引量：3
16
作者 黄立新 李成 郭伟龙 《灾害学》 北大核心 2025年第1期74-79,共6页
基于计算滑坡概率的蒙特卡罗法,该文以黄土高原地区的榆林市朝阳路滑坡为研究对象,通过野外调查、室内试验和综合研究,分析了黄土黏聚力和内摩擦角等多种条件下的安全系数分布、失稳概率和可靠度,探讨了参数相关性对于滑坡可靠度的影响... 基于计算滑坡概率的蒙特卡罗法,该文以黄土高原地区的榆林市朝阳路滑坡为研究对象,通过野外调查、室内试验和综合研究,分析了黄土黏聚力和内摩擦角等多种条件下的安全系数分布、失稳概率和可靠度,探讨了参数相关性对于滑坡可靠度的影响,并进行了对黏聚力和内摩擦角的敏感性分析。研究发现,该滑坡为黄土高原区典型降雨诱发型,当同时考虑黏聚力和内摩擦角的变化时,滑坡可靠度指数为1.35,失稳概率为8.83%,安全系数介于0.794~1.305;与同单一变量情况下相比,多个变量分析计算的可靠性指数显著减小,标准偏差明显增大,滑坡失稳概率升高;不同参数相关性条件下,滑坡失稳概率、可靠度和安全系数的标准偏差不同;滑坡的稳定性系数对于不同土性参数的敏感性存在差异。该文基于研究结果提出了相应的防治措施,为黄土高原地区滑坡防治和危险性评估提供科学依据。 展开更多
关键词 黄土滑坡 蒙特卡罗 失稳概率 可靠度 相关性
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裂变产物γ辐射剂量场蒙特卡罗模拟
17
作者 商鹏 牛胜利 +3 位作者 朱金辉 李夏至 刘利 左应红 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期152-161,共10页
针对随时间变化的裂变产物γ体源在冲击波扰动形成的非均匀大气中的输运问题,采用冲击波流场演化的LAMBR理论计算方法构建冲击波扰动下大气密度分布计算模型,基于辐射输运的时间离散理论,发展了用于计算裂变产物γ辐射场参数的瞬态变步... 针对随时间变化的裂变产物γ体源在冲击波扰动形成的非均匀大气中的输运问题,采用冲击波流场演化的LAMBR理论计算方法构建冲击波扰动下大气密度分布计算模型,基于辐射输运的时间离散理论,发展了用于计算裂变产物γ辐射场参数的瞬态变步长蒙特卡罗模拟方法,并开展了空旷地面条件下~(235)U裂变产物γ辐射环境场流体力学增强效应的模拟计算。计算结果表明,建立的裂变产物γ辐射变步长多时间步MC模拟方法能够反映出冲击波扰动大气密度场对裂变产物γ辐射环境的流体力学增强效应,与静态大气模型相比,流体力学增强效应可使部分位置的总剂量增强2~3倍。 展开更多
关键词 裂变产物 冲击波扰动 蒙特卡罗模拟 流体力学增强
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蒙特卡罗中子物理计算代理模型研究
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作者 王毅箴 王迎飞 +3 位作者 崔梦蕾 郭炯 张汉 李富 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期667-674,共8页
针对蒙特卡罗中子物理计算代理模型建模中输出响应的随机效应处理问题,本文研究了基于随机Kriging方法的蒙特卡罗中子物理计算代理模型建模方法。以球型燃料元件的单球无穷介质下的有效增殖因子kinf计算不确定性量化问题为研究对象,基... 针对蒙特卡罗中子物理计算代理模型建模中输出响应的随机效应处理问题,本文研究了基于随机Kriging方法的蒙特卡罗中子物理计算代理模型建模方法。以球型燃料元件的单球无穷介质下的有效增殖因子kinf计算不确定性量化问题为研究对象,基于中子物理蒙特卡罗程序OpenMC提供的有限个计算结果,建立用于替代OpenMC预测无穷介质下的有效增殖因子的随机Kriging代理模型,并将该模型用于单球kinf计算不确度性量化。结果表明:随机Kriging代理模型预测的kinf相较于OpenMC计算结果具有偏差在±85×10^(-5)以内,具有较高的预测精度。无穷介质下的有效增殖因子的经验概率分布与采用OpenMC计算的结果保持较高的一致性,并且kinf的各项统计量具有一致的估计结果。本文模型可处理蒙特卡罗中子物理计算输出响应中的随机效应,建立的代理模型能够应用于蒙特卡罗中子物理计算不确定性分析中以有效减少计算代价。 展开更多
关键词 蒙特卡罗中子计算 随机Kriging方法 代理建模 抽样统计不确定性分析 无穷介质下的有效增殖因子
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基于非结构网格蒙特卡罗的多物理耦合数据传递方法研究
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作者 李锐 刘仕倡 +2 位作者 王立鹏 王振宇 陈义学 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1217-1225,共9页
针对反应堆多物理耦合过程中的数据传递问题,本文研究非结构网格蒙特卡罗和有限元结合的方法。对于其中的核热力耦合问题,采用RMC与ABAQUS的传热和膨胀模块耦合的方法,并使用Godiva-Ⅰ脉冲堆模型进行验证。计算结果与参考文献对比,峰值... 针对反应堆多物理耦合过程中的数据传递问题,本文研究非结构网格蒙特卡罗和有限元结合的方法。对于其中的核热力耦合问题,采用RMC与ABAQUS的传热和膨胀模块耦合的方法,并使用Godiva-Ⅰ脉冲堆模型进行验证。计算结果与参考文献对比,峰值温度的差异在1 K以内,反应性负反馈的差异为0.87%。对于其中的核热流耦合问题,采用MCNP与ABAQUS的传热和CFD模块耦合的方法,并使用钠冷快堆燃料棒模型进行验证。结果表明,峰值温度与参考文献的结果相差1 K。这两种方法在计算过程中保持了模型的一致性,确保了数据的精确传递,为反应堆多物理耦合分析提供参考。 展开更多
关键词 非结构网格蒙特卡罗 多物理耦合 有限元分析
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基于蒙特卡罗模拟的热中子屏蔽性能测试平台设计
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作者 李多宏 赵冬 +6 位作者 张荣华 唐文偲 王志勇 周志波 韩叶良 李达 贾文宝 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期374-383,共10页
本文提出一种基于“镉差法”的热中子屏蔽性能测试平台。该平台基于^(252)Cf同位素中子源与^(3)He正比计数器。为了使测量误差减小,利用蒙特卡罗模拟对平台中的辐射屏蔽、慢化器、准直器和探测器系统的材料和尺寸进行了优化。以8.84 mm... 本文提出一种基于“镉差法”的热中子屏蔽性能测试平台。该平台基于^(252)Cf同位素中子源与^(3)He正比计数器。为了使测量误差减小,利用蒙特卡罗模拟对平台中的辐射屏蔽、慢化器、准直器和探测器系统的材料和尺寸进行了优化。以8.84 mm厚的铁板为例,测试了不同条件下待测铁板的热中子屏蔽性能,并进行了相应的蒙特卡罗模拟计算。实验结果与模拟结果吻合较好,其差异不超过5%。实验结果的标准误差小于3%,证明了该平台能够准确测量材料的热中子屏蔽性能。 展开更多
关键词 热中子屏蔽性能 镉差法 蒙特卡罗模拟
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