辐射传递蒙特卡洛法精度分析及数值试验

本文建立了蒙特卡洛法模拟散射参与性介质内辐射传递计算模型。对蒙特卡洛法的计算精度及运行时间进行了较为详细的分析,提出了几种判断计算精度的方法。同时,借助蒙特卡洛法模拟辐射传递过程,进行数值“辐射实验”。利用该“实验结果”进行了物性反问题研究。在已知光学厚度的前提下,得到散射反照率与后半球辐射热流之间的单值函数关系。     

Prisoner＇s Dilemma Game with Nonlinear Attractive Effect on Regular Small-World Networks

We investigate a spatial Prisoner＇s Dilemma game with nonlinear attractive effect on regular small-world networks. The players located on the sites of networks can either cooperate with their neighbours or defect. In every generation, each player updates its strategy by firstly choosing one of the neighbours with a probability proportional to .A^α denoting the attractiveness of the neighbour, where .4 is the collected payoff and ^α （-〉0） is a free parameter characterizing the extent of nonlinear effect. Then each player adopts its strategy with a probability dependent on their payoff difference. Using Monte Carlo simulations, we investigate the density pc of cooperators in the stationary state for various values of α and the rewiring probability q of the network. It is shown that the introduction of such attractive effect remarkably promotes the emergence and persistence of cooperation over a wide range of the temptation to defect for the same network structures. We also point out that long-range connections either enhance or inhibit the cooperation, which depends on the value of α and the payoff parameter b.     

共聚物配体交替结构与其催化活性关系的理论研究

本文采用以ASED-MO(含原子对排斥的EHMO法)为基础的结构自动优化的EHTOPT法及Monte-Carlo法, 对甲醇羰基化制乙酸催化剂的共聚物配体交替结构进行了理论研究。计算了AA, AB, BB, BA二聚反应的反应途径, 找出了过渡态, 并确定了反应活化势垒。在假设两反应频率因子相同的前提下, 求出竞聚率, 采用Monte-Carlo法模拟共聚物结构, 计算出共聚物配体中起催化活性的AB交替结构所占比率。比较不同共聚物配体的活性, 并研究了温度及单体配比对共聚物配体交替结构的影响。     

计算物理基础课程及教学资料的特色与使用

计算物理是培养学生以数值分析方法研究物理问题的课程,“十一五”国家级规划教材《计算物理基础》是国家精品课程所用的教材,自2010年由高等教育出版社出版以来广受好评.为进一步从语言学习、物理建模、算法与编程、科学计算可视化(图形研究)等几方面综合提高学生的能力与素质,出版者组织编写了与主教材配套的电子教案PPT与习题集.在减轻教师的教学工作量的同时,帮助学生启迪思维,提高运用数值分析方法的基本思想和规律分析问题和解决问题的能力.     

一种环形屏积分球光源的辐照均匀度研究

均匀光源被广泛应用于光学成像、遥感仪器的研制与标定等领域。提出了一种具有环形遮挡屏的积分球光源结构，以辐照均匀度分布特性为目标，利用蒙特卡洛(MCM)分析通过改变光源类型、挡板位置、开口大小、光源数量等参数对光源结构进行分析与优化。结果显示，朗伯特光源较之准直型光源辐照均匀度平均提高2.32%；挡板位置靠近积分球边缘时，辐照均匀度略低于其他位置；综合考虑辐射能量与照度均匀度，积分球开口比定在30%~35%区间内更为合适；辐射能量与光源数量呈线性关系，且不均匀度随光源数量在2.46%~3.38%波动。优化后的环形遮挡屏结构，可作为辐照均匀的光源应用于实际场景。     

气体在纳孔分子材料中吸附的理论模拟研究进展

纳孔分子材料是由孤立分子通过非共价相互作用堆积形成的具有纳微孔道结构的材料.和传统共价网络孔材料相比,纳孔分子材料具有独特的溶解性,并兼具气体存储与分离,限域反应和催化等方面的潜在应用,已成为当前研究的新热点.通过着眼于新型纳孔分子材料的设计,对相关理论研究进行了综合评述,主要包括以下3个方面:(1)无论是气体吸附还是催化反应,纳孔分子材料的晶体结构预测都是先决条件,只有在纳孔分子材料的晶体结构得到准确预测的前提下,才能够定向、准确、系统地对其进行设计;(2)气体在纳孔分子材料中吸附的分子动力学研究有助于深刻理解气体吸附的微观传输扩散机制;(3)气体在纳孔分子材料中吸附的巨正则蒙特卡洛模拟有利于对设计材料的吸附性能进行直接预测,得到可以直接与实验吸附量、吸附热等信息进行比较的结果.最后,简述了理论设计新型纳孔分子材料存在的问题以及未来发展前景.     

管子模型在高分子纽结体系中的构建和应用

纽结是链状物中的常见现象,既存在于耳机线等宏观物体,也存在于微观链状分子,包括DNA和蛋白质.近年来,实验观察到高分子纽结能显著改变力学、流变、催化、生物功能等性质,但是对高分子纽结的理论认识和解析推导较少,导致对纽结现象机理理解不足.理论研究的难点在于,纽结构象空间复杂,难以用统计物理理论进行严格解析推导.为解决该问题,我们发展纽结管子模型对纽结体系进行理论简化,将纽结问题转化成管子限制问题,使理论推导变得可行.基于该管子模型,结合蒙特卡洛模拟、分子动力学模拟、链生长法以及特定管子生成算法,我们将理论模型中的管子实物化、可视化和定量化,并得到管子形状和直径等参数.我们发现纽结管子是优美协调的心形.另外,基于该管子模型,结合受限链的标度行为,我们推导各种条件下高分子纽结的自由能、概率、纽结大小分布等性质,与模拟和实验结果吻合.在本专题论述中,我们将介绍本课题组近几年得到的高分子纽结研究结果.     

坐标点分布对三维坐标变换参数估计不确定度的影响（英文）

相机坐标系和目标坐标系中公共特征点的测量精度和相对几何分布对参数估计具有重要影响,直接影响视觉导航精度。由于坐标点的测量精度依赖于测量系统的精度,而公共点的分布选取更容易调整,因此仅讨论公共特征点相对几何分布对平移旋转参数估计精度的影响。首先,采用非线性模型和加权整体最小二乘算法求解变换参数,并采用蒙特卡罗方法归纳总结了不同的特征点分布对参数估计精度的影响。同时,为了工程化应用,将坐标点分布的分散度进行量化作为其权重,提出一种重构协因数矩阵的方法。最后,基于实际测量数据的对比试验表明,在没有先验知识的情况下,所提出的方法可以改善参数的估计精度,即变换参数的后验标准差至少减小6.7%。     

HIAF BRing及高能外靶实验终端的辐射屏蔽设计

强流重离子加速器（HIAF）是中国科学院近代物理研究所自主研制的一台高能强流重离子加速器,它可以实现p到U的全离子加速。为了保证HIAF运行时的辐射安全,针对该装置的增强器（BRing）及高能外靶实验终端,利用蒙特卡洛程序FLUKA及外推法计算得到了加速p,C及U三种离子时所需的辐射屏蔽。结果表明,加速质子时所需屏蔽厚度最大,并以此为依据给出了全地下结构的屏蔽设计。在此基础上,提出了一种估算高能质子/重离子加速器束流均匀损失时横向屏蔽厚度的方法。结果显示,估算结果与FLUKA计算结果符合较好,验证了该方法的有效性和准确性。High Intensity heavy-ion Accelerator Facility (HIAF) is designed by the Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, which can accelerate particles from proton up to uranium. To guarantee the radiation safety of HIAF during operation, the FLUKA code and extrapolation method were adopted to calculate the shielding thickness. The calculations were based on proton, carbon and uranium particles when losing on the Booster Ring (BRing) and the high-energy experimental terminal. The results indicate that the shielding thickness required for accelerating protons was the largest. Basing on the results, a method for estimating the lateral shielding of a high-energy proton/heavy-ion accelerator was proposed. A good agreement shows between the estimated results and the FLUKA calculated results, the validity and accuracy of the method were verified.     

基于分级蒙特卡洛算法的动车组差动保护系统可靠性分析

系统大型化的趋势逐步增高,割集的数量也越来越多,对其进行可靠性分析时计算的难度也随之增大.以动车组差动保护系统为例,结合其故障机理及时序特点,构建动态故障树模型.利用分级蒙特卡洛法,结合贝叶斯估计法和最大似然估计优点的混合算法进行可靠性分析,并与传统的蒙特卡洛方法进行对比,显示了算法优势,证明了提出的算法能够可观地减少...