A Quantum Monte Carlo Study on Mixed-Spin Chains of 1／2-1／2-1-1 and 3／2-3／2-1-1

The ground-state and thermodynamic properties of quantum mixed-spin chains of 1/2-1/2-1-1 and 3/2-3/2-1-1 are investigated by a quantum Monte Carlo simulation with the loop-cluster algorithm. For 1/2-1/2-1-1 chain, we find it hastwo phases separated by an energy-gap vanishing point in the ground-state. For 3/2-3/2-1-1 chain,the numerical results show two energy-gap vanishing points isolated by different phases in its ground-state. Our calculations indicate that all these ground state phases can be understood by means of valence-bond-solid picture, and the thermodynamic behavior at finite temperatures is continuous as a function of parameter α=J2/J1.     

特征γ谱蒙特卡罗模拟方法的改进

针对中子-γ耦合输运问题,采用蒙特卡罗统计估计和期望值技巧,分别计算了被探测物的总能谱、时间谱和每个元素的特征γ谱,并与MCNP程序结果进行了对比.     

脉冲重复频率对脉冲激光沉积薄膜的生长过程的影响

脉冲重复频率在脉冲激光沉积技术中起重要的作用,影响最终的薄膜材料的性能.利用动力学蒙特卡罗方法,我们研究了脉冲激光沉积技术中,在不同脉冲重复频率条件下的薄膜生长的初期阶段.模拟结果显示,在低脉冲频率时,前后脉冲之间的间隔时间较长,生长岛有足够的时间熟化.因此,生长岛的密度会比较小且岛的形貌比较规则.而当脉冲重复频率增大时,岛的密度则随之增加,岛呈现出松散的或者枝杈状的形貌.另外,脉冲占空比也就是沉积时间在一定程度上也会对岛的凝聚过程有影响.最后我们将模拟结果与实验结果进行了对比和讨论.     

二维Ising和XY模型的老化现象研究

以动力学蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟方法对二维伊辛（Ising）模型和二维经典XY模型展开了数值研究．从一个高温无序相淬火到临界点Tc,采用热浴迭代方法,模拟计算双时自关联函数A（t,t’=O）与t的函数标度关系,以及A（t,t’）与t／t’之间的函数关系,得到了相关临界指数．研究其中所遵循的规律,证实对二维XY模型的标度行为应该进行对数修正．预测了老化（aging）现象的普适性及其标度关系,与重整化群理论的结果相吻合．     

用MC方法计算铅玻璃对核材料γ射线的屏蔽作用(已撤稿)

核材料辐射出的γ射线对人体有很强的辐射损伤, 实际工作中多用铅玻璃对其进行屏蔽。 以甲状腺为研究对象, 应用蒙特卡罗方法通用软件MCNP4B程序建立模型, 模拟计算了操作人员在操作核弹头时, 弹头中产生的γ射线透过各种厚度的铅玻璃时人体甲状腺吸收剂量率。 结果表明, 铅玻璃确有良好的降低γ射线吸收剂量率的作用。
The γ ray which is radiated from a nuclear material can cause serious radiation damage to human organs, so lead glass are often used as a shielding material. In this paper, thyroid was the subject investigated. A mathematical model was established by using the general software code MCNP4B. We have calculated a series of thyroid’s absorbed dose rate when the γ ray which was generated from the warhead penetrated the various depths of the lead glass via the model. The results indicate that lead glass work well as a protector against γ rays.     

基于临床实例的影响蒙特卡罗程序MCNP计算精度和速度的若干参数模拟研究

蒙特卡罗方法是目前最精确的剂量计算方法,但其较长的模拟时间阻碍了它在临床治疗中的应用。基于蒙特卡罗程序MCNP4c,针对一临床头部病例,探讨了记数方法、电子和光子截断能、光子产生次级电子参数ENUM对计算速度和精度的影响,给出了在保证一定精度前提下的最佳计算模式,以获得计算速度的有效提升。Monte its long simulation and photons, and investigated based Carlo method is regarded as the most accurate method for dose calculation at present, whereas time hinders its clinic application. The effects of the tally method, the cut-off energy of electrons the secondary electron number parameter ENUM on precision and speed of MCNP4c have been on a clinical case to seek for a relatively optimum calculation mode.     

单壁碳纳米管中甲烷吸附的分子模拟

采用巨正则系统MonteCarlo方法研究了甲烷在单壁碳纳米管(Singlewallcarbonnanotube,SWNT)中于低温74.05K下的吸附等温线及吸附机理,发现在两个较小的孔径(1.225nm和1.632nm)下单壁碳纳米管中甲烷的吸附有着明显的微孔所独有的“填充效应”,而在2.04nm以上的孔的吸附中会出现毛细凝聚现象。通过模拟知道发生毛细凝聚的必要条件是孔内能至少容纳下两层粒子,此外还导出在恒定温度下毛细凝聚吸附量与SWNT孔径关系。本文还模拟了常温300K下甲烷在SWNT内的吸附,对比了2.04nm和4.077nm两种孔径的SWNT吸附甲烷的等温线,推荐在4.077nm孔中的适宜吸附存储压力为5.0～6.0MPa,吸附质量分数可达16%～19%.     

超临界甲烷在氯化锆层柱纳米材料中吸附的分子模拟

用巨正则MonteCarlo(GCMC)方法模拟了甲烷在氯化锆层柱材料中的吸附。模拟中,氯化锆层柱材料模型化为柱子均匀分布在层板间的层柱孔,非极性分子甲烷采用Lennard-Jones分子模型,层板墙采用Steele的10-4-3模型,流体分子与柱子的相互作用采用点-点(sitetosite)的方法计算。在高度理想化模型的基础上,引入交互作用参数kfw,建立了有效势能模型。通过实验数据确定交互作用参数kfw,从而使该模型能有效地表征流体与层板墙的相互作用。根据77K温度下氮气的实验吸附数据,确定了流体和层板墙间的交互相作用参数。然后用这个有效的参数kfw=0.65模拟了三个超临界温度下氯化锆层柱材料中甲烷的吸附情形,得到了它位的吸附等温线,局部密度分布以有流体分子在层柱微孔中的瞬时构象,并分析了温度对材料吸附性能的影响。结果表明GCMC方法是预测材料吸附性能的一种强有力的工具。     

贝叶斯神经网络建模预测方法及其应用

针对神经网络建模时,其模型的复杂性难以控制而且缺乏分析结果的工具,以及贝叶斯方法可以通过定义一些超参数的模糊先验来控制模型参数复杂性,并且可对任何感兴趣的变量产生后验预测分布,使得置信区间的计算成为可能.研究了贝叶斯神经网络的建模预测问题,通过融入模型参数的先验知识,在给定数据样本及模型假设下进行后验概率的贝叶斯推理,使用马尔可夫链蒙特卡罗算法来优化模型控制参参数,实现了对神经网络模型中不同部分复杂度的控制,获得了模型参数的后验分布及预测分布.通过动调陀螺仪漂移数据建模应用分析结果证明此方法可以达到较好的建模预测效果.     

蒙特卡罗剂量分布去噪中三维高斯和Savitzky-Golay滤波器的改进与混合

对模拟粒子轨迹数较少模拟时间较短的蒙特卡罗粗糙剂量分布进行三维滤波,可以加速其收敛速度.结合蒙特卡罗剂量分布特征,改进三维高斯和Savitzky-Golay滤波器,建立三维混合滤波方法,并比较并联和级联两种基本混合方式.根据卷积性质,提出用等效卷积核简化混合滤波器结构的方法.结果表明,改进后的高斯和Savitzky-Golay滤波器的整体去噪效果得以增强,混合滤波器进一步降低滤波结果的局部误差,两种混合滤波器都能够大幅度抑制MC粗糙剂量分布中的噪声,级联混合滤波器降噪效果略优于并联混合滤波器.