用改进的MonteCarlo算法模拟多孔Al2O3陶瓷烧结过程中的晶粒生长

基于经典的晶粒生长机理,采用改进的蒙特卡罗( Monte Carlo)模拟方法,对在不同的烧结温度和保温时间下的晶粒生长演化过程进行计算机模拟,并使用多孔Al2 O3陶瓷烧结实验过程中的晶粒生长对模型进行了验证.结果表明,当晶粒生长指数为2.95时,模拟与实验中的晶粒生长趋势相一致,说明改进的MC方法可真实的反映晶粒长大的物理过程.     

碱金属修饰的萘炔/萘二炔对CO2选择性吸附分离的理论计算

采用巨正则蒙特卡洛模拟和密度泛函理论结合的方式探究了不同碱金属(alkali metal,AM,包括Li、Na、K)修饰提升萘炔(naphyne,NY)和萘二炔(naphdiyne,NDY)的CO₂吸附分离性能。通过结合能和结构的电子性质分析发现,AM修饰的NY和NDY具有良好的结构稳定性。在298 K、100 k Pa的条件下,Li修饰的萘二炔(Li-NDY)表现出高达11.37 mmol·g^-1的CO₂吸附量和430.85的CO₂选择性(优于N₂)。同时,利用气体吸附密度分布揭示了不同AM修饰的NY/NDY(AM-NY、AM-NDY)具有高吸附量的原因,以及二者作用效果差异的本质。最后,从吸附热、库仑和范德瓦耳斯相互作用等角度详细说明了AM引入的改性机制。     

Monte Carlo simulation of in-plane spin-polarized transport in GaAs/GaAlAs quantum well in the three-subband approximation

We develop a Monte Carlo (MC) tool incorporated with the three-subband approximation model to investigate the in-plane spin-polarized transport in GaAs/GaAlAs quantum well. Using the tool, the effects of the electron occupation of higher subbands and the intersubband scattering on the spin dephasing have been studied. Compared with the corresponding results of the simple one-subband approximation model, the spin dephasing length is reduced four times under 0.125\,kV/cm of driving electric field at 300K by the MC tool incorporated with the three-subband approximation model, indicating that the three-subband approximation model predicts significantly shorter spin dephasing length with temperature increasing. Our simulation results suggest that the effects of the electron occupation of higher subbands and the intersubband scattering on the spin-dependent transport of GaAs 2-dimensional electron gas need to be considered when the driving electric field exceeds the moderate value and the lattice temperature is above 100K. The simulation by using the MC tool incorporated with the three-subband approximation model also indicates that, under a certain driving electric field and lattice temperature, larger channel widths cause spins to be depolarized faster. Ranges of the three components of the spins are different for three different injected spin polarizations due to the anisotropy of spin--orbit interaction.     

基于电热模型的SNSPD 响应过程模拟与时间抖动分析

超导单光子探测器(SNSPD) 具有高探测效率, 低时间抖动、 低暗计数率、 高计数率等优点. 文章通过对纳米线电热过程的建模, 分析了纳米线的电热响应过程, 探讨了负载电阻、 偏置电流和动态电感对 SNSPD 响应时间的影响, 结合蒙特卡洛方法来模拟研究了纳米线空间不均匀性对于SNSPD 时间抖动的影响, 结果表明随着纳米线空间不均匀性的增加, 纳米线的时间抖动不断增加, 并求出了典型的时间抖动约为7.73 ps     

基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法

提出了一种基于表面双向反射分布函数（BRDF）离散测量值直接追迹散射光线的方法，以各向同性表面为例，先对随散射角离散变化的表面BRDF离散测量数据组做空间坐标转换，由散射角半球空间转换到方向余弦空间；再通过等间距赋值插等值方式得到方向余弦空间内分布的BRDF数据；然后，利用舍选抽样法不受限于累积分布函数（CDF）求解过程的优点，设计新的散射概率模型，以方向余弦空间内BRDF数值比表示离散光线的概率分布，设定检验条件筛选出散射光线的空间坐标，实现散射光线追迹。为验证本文方法的准确性与适用性，设置相同的入射角、追迹光线数量等仿真参数，编制了本文光线追迹方法的仿真程序，对不同光机元器件建模仿真，对比商用LightTools软件的仿真结果，计算二者的通用质量指数UQI作为比对评价指标。结果表明，基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法，运算结果数据准确，与商用LightTools软件的仿真结果相比，UQI值均在0.998以上，且波动范围小，本方法具有良好地适用性。     

基于变参数对有效决策单元排序性能的研究

随着社会的发展,人们面临不同的决策问题越来越普遍,考虑不同参数变化对DMUs的排序性能的影响更加符合当今时代的意义.以往的DEA研究中,很少有学者改变输入变量的分布来探究超效率模型的“真实”排名的接近程度.基于此,改变输入变量分布来探究DEA与“真实”排名的接近程度.仿真结果表明:1)当n增加或m减少时,AP模型与L-L模型与“真实”排名的概率值均会增加.2)当技术参数u服从半正态分布|N[0,5.06]|,两种模型的排序性能均十分良好,但当技术参数相对无效的时候,两种模型对有效决策单元的排序并不太令人满意.3)当输入变量分布服从U(1,4)时,L-L模型的排序性能要优于AP模型.4)当输入变量分布服从U(1,6)与|N[0,2.5]|时,AP模型的排序性能要优于L-L模型.     

基于脉冲陡化技术的皮秒分幅相机选通脉冲研究

为获得高幅值和窄半高宽的选通脉冲，基于雪崩三极管Marx脉冲发生器和脉冲陡化技术，设计皮秒高压脉冲电路，对应用于分幅相机的选通脉冲展开研究，并采用蒙特卡洛法建立微通道板通道内的光电子动态倍增研究模型，通过将选通脉冲应用于微通道板增益计算获取时间分辨率。研究结果表明，基于Marx脉冲发生器和脉冲陡化技术相结合产生皮秒选通脉冲的方法是可行的，当Marx脉冲发生器为三级，脉冲陡化电路的两个电感和电容分别为725 nH、7 nH、1 pF时，可获得幅值-2.8 kV和半高宽124 ps的选通脉冲。将该选通脉冲加载于微通道板上进行光电子动态倍增过程研究，通过分析和统计微通道板增益，获得分幅相机的时间分辨率约为53 ps。     

磁脉冲压缩的分幅相机超快选通脉冲研究

为拓展脉冲功率技术在超快诊断领域的发展和磁脉冲压缩技术的应用，基于磁性元件良好的开关性能和脉冲宽度压缩原理，采用具有多重压缩特性的级联磁开关，设计磁脉冲压缩电路，并将输出的皮秒选通脉冲应用于分幅相机时间分辨率研究。研究结果显示，磁脉冲压缩电路能产生适用于分幅相机的皮秒选通脉冲，当直流电源为500 V，磁开关电感量为1μH，初级线圈回路充电电容为4μF，变压器匝数比为10∶1，磁开关线圈匝数比为1∶2，复位电流为1 A，次级线圈回路和两级磁开关电路充电电容为1 pF时，获得幅值为-3.2 kV和半高宽为149 ps的选通脉冲，将其加载于采用蒙特卡洛法建立的微通道板通道内光电子动态倍增模型，通过计算随选通脉冲的时变增益和构建微通道板上的时间-增益曲线，可实现87 ps的分幅相机时间分辨率。研究结论可为应用于分幅相机的皮秒选通脉冲产生以及磁脉冲压缩电路的拓展应用提供新思路。     

改进型单边EWMA指数控制图设计

现代制造过程中,某些产品的不合格率非常低,通常将这类过程称为高质量过程。由于高质量过程中相邻不合格产品之间的时间间隔服从指数分布,可以通过指数控制图实现对过程状态的监控。因此,本文提出一种改进型指数加权移动平均(Improved Exponentially Weighted Moving Average,IEWMA)指数控制图,并采用蒙特卡洛仿真获得控制图的平均运行链长(Average Run Length,ARL),仿真结果表明该控制图的性能优于传统单边EWMA指数控制图,尤其针对过程中产生较小偏移的情形具有较好的检测性能。     

Weibull小样本失效数据的贝叶斯可靠性分析

随着高性能复杂系统日益向“高质量、长寿命、小子样”等方向发展,在可靠性试验中经常出现小样本失效数据,传统的基于大样本的产品可靠性评估已不能满足试验要求.在两参数Weibull分布模型的基础上,对原始小样本数据采用灰色估计进行两参数估计,再利用蒙特卡洛方法进行随机抽样并将抽样结果纳入贝叶斯先验信息,通过贝叶斯公式得到后验分布,最终计算得到产品可靠度、失效概率、失效率等结果.最后经实例验证了该方法的有效性.