基于差分曲率的各项异性扩散小波图像降噪算法研究

在$\gamma $放射性内污染修正均匀冗余阵列编码成像中,为了进一步减少使用最大似然估计(Maximum Likelihood Expectation Maximisation,MLEM)算法进行编码图像重建的伪影,并且提高重建的效率,本文提出了基于差分曲率的各项异性扩散小波图像降噪(Anisotropic Diffusion Wavelet Image Denoising based on Differential Curvature, 简称ADWIDDC)算法, 结合MLEM算法得到了改进的应用于编码成像的MLEM-ADWIDDC算法。该算法首先采用MLEM算法对探测器得到的投影数据进行图像重建,再利用互补成像方法消减近场伪影,最后采用ADWIDDC算法进一步降低图像伪影。模拟结果表明,对于131I源呈圆环分布的编码图像,以重建算法运行时间为195 s为截止条件,MLEM-ADWIDDC算法能够更好地去除伪影,重建的$\gamma $放射源图像纹理也更加清晰;对于131I源呈“CDUT”分布的编码图像,以重建图像信噪比达到5.10 dB为截止条件,本文的MLEM-ADWIDDC算法运行时间为98.36 s,比仅采用MLEM算法消耗的时间缩短了49%。     

方解石纳米孔隙内二氧化碳毛细凝聚的分子模拟

在二氧化碳地质封存、增产非常规油气以及孔隙材料表征测量方面,纳米孔隙中二氧化碳相态的准确预测具有重要意义。然而,由于纳米尺度下毛细力、分离压等作用力占据主导因素,流体在孔隙中的相行为与体相流体存在根本不同。已有实验和模拟表明,Kelvin毛细凝聚理论无法预测特征尺度10nm下的,孔隙内流体凝聚压力与体相饱和蒸气压的偏离程度。本文利用分子模拟方法,研究了孔径范围为0.83-8.0nm的方解石纳米孔隙中二氧化碳毛细凝聚。结果表明,微孔(小于2nm)中二氧化碳受吸附层影响,凝聚压力远低于体相饱和蒸气压,介孔(2?50nm)中二氧化碳受壁面影响,凝聚压力仍低于体相饱和蒸气压,且受孔径影响显著,并获得了纳米孔隙中二氧化碳相态随压力的变化规律。     

水对采空区遗煤吸附电厂烟气影响的理论计算

为研究电厂烟气注入采空区时,煤中含水率和烟气中水分对于封存温室气体CO_2和抑制煤自燃的影响,建立干煤和湿煤结构模型,采用巨正则系综蒙特卡洛方法,计算了不同水分含量的烟气组分CO_2/O_2/N2/H_2O在干煤以及不同含水率的湿煤中的吸附行为。结果表明,烟气中CO_2竞争性最强吸附量最大,O_2的物理吸附量极小,烟气中H_2O含量不影响CO_2、N2和O_2的吸附量,可不进行干燥处理直接将电厂烟气注入采空区。随着煤中含水率增加,水分占据孔隙空间,范德华作用减弱,H_2O-H_2O之间的氢键作用增强且提供了额外吸附位。H_2O的等量吸附热升高,吸附位移向吸附作用更强的低相互作用能区域,吸附大量水形成水团簇,与CO_2竞争吸附位,并且占据吸附空间抑制CO_2、O_2、N2的吸附,使其吸附量降低50%以上,因此,注入烟气时应充分考虑采空区煤体的含水率问题。     

蒙特卡洛法评定橡胶门尼黏度测量的不确定度

根据高聚物流变学原理,建立了门尼黏度测量模型,分析了模型中各个变量的概率分布,利用Mathcad软件进行了测量模型的门尼黏度模拟,给出了模拟最佳值、不确定度及其包含区间,实现了门尼黏度测量不确定度的蒙特卡洛法评定。与GUM法相比,蒙特卡洛法评定门尼黏度测量不确定度具有编程模式化,过程简单等优点,适合多变量测量模型的不确定度评价。     

蒙特卡洛法评定在线pH计示值误差的不确定度

以在线p H计为例,考察了在线酸度计示值误差不确定度的分布规律,利用蒙特卡洛法评定示值误差不确定度。对于0.01级的在线p H计,蒙特卡洛法与GUM法评定结果的差值为9.1%,小于不可靠性(20%);对于0.1级的在线p H计,蒙特卡洛法与GUM法评定结果的差值为3.8%,小于不可靠性(10%)。通过比较得出结论,采用GUM法验证了蒙特卡洛法(MCM)根据JJF 1547–2015评定在线p H计示值误差不确定度的方法是有效且适用的。尤其在测量模型非线性以及输出量的概率密度函数(PDF)较大程度地偏离正态分布或t分布等GUM法不适用的场合,蒙特卡洛法是评定在线分析监测仪器仪表示值误差不确定度的重要手段。     

Monte Carlo study of nanowire magnetic properties

In this work, we use Monte Carlo simulations to study the magnetic properties of a nanowire system based on a honeycomb lattice, in the absence as well as in the presence of both an external magnetic field and crystal field. The system is formed with NL layers having spins that can take the values σ = ±1/2 and S = ±1, 0. The blocking temperature is deduced, for each spin configuration, depending on the crystal field Δ. The effect of the exchange interaction coupling Jp between the spin configurations σ and S is studied for different values of temperature at fixed crystal field. The established ground-state phase diagram, in the plane (Jp ,Δ), shows that the only stable configurations are: (1/2, 0), (1/2, +1), and (1/2,-1). The thermal magnetization and susceptibility are investigated for the two spin configurations, in the absence as well as in the presence of a crystal field. Finally, we establish the hysteresis cycle for different temperature values, showing that there is almost no remaining magnetization in the absence of the external magnetic field, and that the studied system exhibits a super-paramagnetic behavior.     

共振声子太赫兹量子级联激光器研究

本文综述了共振声子太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)载流子输运及其光电特性的研究结果。我们采用Monte Carlo方法模拟了不同有源区结构的共振声子THz QCL,如四阱有源区和三阱有源区结构等,优化了THz QCL的器件参数。计算表明,器件的增益依赖于注入势垒的宽度、掺杂浓度和声子抽运能级间隔等参数。单阱注入的THz QCL可以获得低的激射频率,而三阱有源区结构的THz QCL具有更高的工作温度。我们数值模拟了这两种器件结构在不同寄生电压下的电子输运、增益以及温度特性等。同时,我们实验测量了THz QCL的发射谱偏压和温度效应,计算结果与实验相吻合。研究结果表明,随着偏压增加发射谱出现了明显的频率蓝移,多模激射仅出现在大电流注入情形。与偏压的密切依赖关系不同,激射频率对温度的变化并不敏感。     

受限于平行板中高分子刷/磁性纳米粒子体系的构象性质研究

采用蒙特卡洛模拟方法研究了在外磁场作用下磁性纳米粒子/高分子刷组成的共混体系的统计构象性质.共混体系受限于两平行板之间,高分子刷—端随机嫁接在乎行板上,另一端自由生长,高分子刷与高分子刷之间以及磁性纳米粒子与磁性纳米粒子之间存在相互排斥作用,而高分子刷和磁性纳米粒子之间存在相互吸引作用,所施加的磁场方向与两平行板垂直....     

基于蒙特卡洛法的水下无线光传输特性分析

水下无线光传输面临功率衰减和时域宽度变大的问题,蓝绿光长距离传输特性更难以测试。利用蒙特卡洛法对水下蓝绿高斯光束传输过程进行仿真,分析海水类型、传输距离和发散角等因素对接收功率及脉冲响应的影响,数值对比小发散角情况下不同海水类型和传输距离的接收面上功率分布。结果表明,随着海水衰减系数、传输距离和发散角的增加,接收功率逐渐减小,时域宽度扩展变大。其中浑浊港湾海水在10 m以上传输距离时,接收功率受发散角的影响微乎其微,而时域宽度随发散角的增加由0.32 ns变为0.8 ns。虽然传输距离相差一倍,纯海水和清澈海水功率相似度依然高达99%。基于海水衰减系数的差异性,利用功率相似度和面积比来研究水下长距离的传输,可高效快速地获得长距离传输特性。     

强磁场下He2++H(1s)的碰撞激发过程的态选择截面研究

强磁场下的重粒子碰撞激发过程是重要的非弹性碰撞过程, 但相关研究还几乎是空白. 应用经典蒙特卡洛的方法在得到无磁场下He²⁺+H(1s)的碰撞激发截面的基础上, 详细研究了不同强度的纵向和横向强磁场环境下到不同主量子数n和磁量子数m的碰撞激发过程的态选择截面. 同时用非微扰量子方法, 得到了强磁场下靶原子的能级, 并分析了其随磁场强度变化的原因. 对碰撞过程发现由于磁场的引入导致到不同m态的激发截面有较大的分离, 同时在较低入射能区的态选择截面变化行为与磁场方向有很大关系, 这与能级变化及横向强磁场所特有的抗磁项的相互竞争有密切联系. 通过对有关事例、径迹的分析, 解释了这些变化形成的原因. 也发现由于核的运动, 沿磁场方向的轨道角动量并非绝对守恒, 而有微小的变化. 关键词： 重粒子碰撞激发 经典蒙特卡洛模拟 强磁场 态选择截面