针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝...针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。展开更多
搜索临界滑面是边坡稳定分析的一项重要工作。本文对Venanzlo R Greco提出的Monte Carlo搜索算法进行了改进,增加一条几何合理性条件(除了滑面两端点,滑面与坡面不能相交),增加了方向控制与变自由度机制,这些措施有效地减少了不满足几...搜索临界滑面是边坡稳定分析的一项重要工作。本文对Venanzlo R Greco提出的Monte Carlo搜索算法进行了改进,增加一条几何合理性条件(除了滑面两端点,滑面与坡面不能相交),增加了方向控制与变自由度机制,这些措施有效地减少了不满足几何合理性条件的试算滑面,保证了搜索过程的准确、高效、稳定。笔者还将此算法加入到自主研发的边坡稳定分析软件ZSlope中,它还可以实时显示整个搜索过程。展开更多
提出kinetic Monte Carlo模拟物理气相沉积(physical vapor deposition,简写为PVD)薄膜生长的新算法:用红黑树搜索实现跃迁路径选择及系统跃迁概率更新,通过比较红黑树搜索、线性查找、满二元树搜索的计算效率,综合分析了这3种方法的时...提出kinetic Monte Carlo模拟物理气相沉积(physical vapor deposition,简写为PVD)薄膜生长的新算法:用红黑树搜索实现跃迁路径选择及系统跃迁概率更新,通过比较红黑树搜索、线性查找、满二元树搜索的计算效率,综合分析了这3种方法的时间复杂度和空间复杂度。结果表明红黑树搜索优于其它两种搜索方法,模拟效率最高,更适合用于执行大系统的kinetic Monte Carlo模拟。展开更多
随机算法在组合优化问题中具有广泛的应用 ,L as Vegas算法和 Monte Carlo算法是主要的两类随机算法 .随机算法的性能和稳定性常常得不到保证 ,以往的研究针对 L as Vegas算法提出了一种有效的性能改进策略——随机竞争策略 ,但其在 Mon...随机算法在组合优化问题中具有广泛的应用 ,L as Vegas算法和 Monte Carlo算法是主要的两类随机算法 .随机算法的性能和稳定性常常得不到保证 ,以往的研究针对 L as Vegas算法提出了一种有效的性能改进策略——随机竞争策略 ,但其在 Monte Carlo算法中的性能尚未被研究 .文中研究了随机竞争策略对 Monte Carlo算法性能和稳定性的影响 ,分析了使其效率大于 1的条件 ,在求解 TSP问题时的实验结果显示该策略具有显著的应用价值 ,在同等时间内能够将解的质量提高一倍以上 .展开更多
A Monte Carlo simulation algorithm of polymer was proposed, which was similar to the cooperative motion algorithm in literatures. In this algorithm several segments of the polymer can move cooperatively, this may be i...A Monte Carlo simulation algorithm of polymer was proposed, which was similar to the cooperative motion algorithm in literatures. In this algorithm several segments of the polymer can move cooperatively, this may be interpreted as the effect of tensile force in the polymer chain. Its dynamic behavior is in agreement with the Rouse theory, so it can be used as a dynamic Monte Carlo simulation algorithm.展开更多
EM算法是近年来常用的求后验众数的估计的一种数据增广算法,但由于求出其E步中积分的显示表达式有时很困难,甚至不可能,限制了其应用的广泛性.而Monte Carlo EM算法很好地解决了这个问题,将EM算法中E步的积分用Monte Carlo模拟来有效实...EM算法是近年来常用的求后验众数的估计的一种数据增广算法,但由于求出其E步中积分的显示表达式有时很困难,甚至不可能,限制了其应用的广泛性.而Monte Carlo EM算法很好地解决了这个问题,将EM算法中E步的积分用Monte Carlo模拟来有效实现,使其适用性大大增强.但无论是EM算法,还是Monte Carlo EM算法,其收敛速度都是线性的,被缺损信息的倒数所控制,当缺损数据的比例很高时,收敛速度就非常缓慢.而Newton-Raphson算法在后验众数的附近具有二次收敛速率.本文提出Monte Carlo EM加速算法,将Monte Carlo EM算法与Newton-Raphson算法结合,既使得EM算法中的E步用Monte Carlo模拟得以实现,又证明了该算法在后验众数附近具有二次收敛速度.从而使其保留了Monte Carlo EM算法的优点,并改进了Monte Carlo EM算法的收敛速度.本文通过数值例子,将Monte Carlo EM加速算法的结果与EM算法、Monte Carlo EM算法的结果进行比较,进一步说明了Monte Carlo EM加速算法的优良性.展开更多
文摘针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。
文摘搜索临界滑面是边坡稳定分析的一项重要工作。本文对Venanzlo R Greco提出的Monte Carlo搜索算法进行了改进,增加一条几何合理性条件(除了滑面两端点,滑面与坡面不能相交),增加了方向控制与变自由度机制,这些措施有效地减少了不满足几何合理性条件的试算滑面,保证了搜索过程的准确、高效、稳定。笔者还将此算法加入到自主研发的边坡稳定分析软件ZSlope中,它还可以实时显示整个搜索过程。
文摘提出kinetic Monte Carlo模拟物理气相沉积(physical vapor deposition,简写为PVD)薄膜生长的新算法:用红黑树搜索实现跃迁路径选择及系统跃迁概率更新,通过比较红黑树搜索、线性查找、满二元树搜索的计算效率,综合分析了这3种方法的时间复杂度和空间复杂度。结果表明红黑树搜索优于其它两种搜索方法,模拟效率最高,更适合用于执行大系统的kinetic Monte Carlo模拟。
文摘随机算法在组合优化问题中具有广泛的应用 ,L as Vegas算法和 Monte Carlo算法是主要的两类随机算法 .随机算法的性能和稳定性常常得不到保证 ,以往的研究针对 L as Vegas算法提出了一种有效的性能改进策略——随机竞争策略 ,但其在 Monte Carlo算法中的性能尚未被研究 .文中研究了随机竞争策略对 Monte Carlo算法性能和稳定性的影响 ,分析了使其效率大于 1的条件 ,在求解 TSP问题时的实验结果显示该策略具有显著的应用价值 ,在同等时间内能够将解的质量提高一倍以上 .
文摘A Monte Carlo simulation algorithm of polymer was proposed, which was similar to the cooperative motion algorithm in literatures. In this algorithm several segments of the polymer can move cooperatively, this may be interpreted as the effect of tensile force in the polymer chain. Its dynamic behavior is in agreement with the Rouse theory, so it can be used as a dynamic Monte Carlo simulation algorithm.
文摘EM算法是近年来常用的求后验众数的估计的一种数据增广算法,但由于求出其E步中积分的显示表达式有时很困难,甚至不可能,限制了其应用的广泛性.而Monte Carlo EM算法很好地解决了这个问题,将EM算法中E步的积分用Monte Carlo模拟来有效实现,使其适用性大大增强.但无论是EM算法,还是Monte Carlo EM算法,其收敛速度都是线性的,被缺损信息的倒数所控制,当缺损数据的比例很高时,收敛速度就非常缓慢.而Newton-Raphson算法在后验众数的附近具有二次收敛速率.本文提出Monte Carlo EM加速算法,将Monte Carlo EM算法与Newton-Raphson算法结合,既使得EM算法中的E步用Monte Carlo模拟得以实现,又证明了该算法在后验众数附近具有二次收敛速度.从而使其保留了Monte Carlo EM算法的优点,并改进了Monte Carlo EM算法的收敛速度.本文通过数值例子,将Monte Carlo EM加速算法的结果与EM算法、Monte Carlo EM算法的结果进行比较,进一步说明了Monte Carlo EM加速算法的优良性.
