摘要：该文采用蒙特卡罗方法对欧式期权定价问题进行模拟，并用可移植消息传递标准MPI在分布式存储结构的机群系统上设计并实现了并行算法。该算法有效的解决了金融计算中巨大计算量的问题，在很大程度上提高了计算效率，缩短了计算时间，获得了很好的性能。

摘要：目的设计一种激光消融数值仿真模型,确定针对脑肿瘤的激光消融治疗方案,以及确定消融时间、激光功率和金纳米颗粒水溶液对激光消融的效果影响。方法建立简化的脑肿瘤几何模型,通过蒙特卡罗计算方法模拟脑组织中的光子分布,确定激光能量沉积;再用Pennes生物传热模型计算嵌入在圆柱体人脑组织中球体肿瘤的温度升高过程;将Arrhenius积分与传热模型相结合,计算组织的热损伤,确定激光消融方案。在热损伤范围超出肿瘤体积的模型中引入金纳米颗粒,探究金纳米颗粒对减小周围健康组织损伤的可行性。结果增大激光功率或消融时间升高了消融过程中的最高温度且增大了热损伤范围。对于本研究假定的直径为10 mm的球体脑肿瘤,当消融时间为300 s、激光功率为3 W以及消融时间为180 s、激光功率为5 W时球体肿瘤被完全消融。在肿瘤中注射金纳米颗粒,假设金纳米颗粒在肿瘤中均匀分布,选取消融时间为180 s、激光功率5 W的消融组合且不添加金纳米颗粒时,热损伤的体积为1.98 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为2.96%;同样的组合添加金纳米颗粒后的热损伤体积为0.95 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为0.88%。结论本研究建立的数值仿真模型对确定激光消融参数具有一定参考价值。激光功率和消融时间的增加可以增大热损伤体积,提高消融的最高温度,同时,添加金纳米颗粒可以减少对健康组织的热损伤。

摘要：提出一种数字化虚拟仪器测量结果不确定度的评估方法,其基本思路是利用概率事件仿真技术(MonteCarlo方法)产生服从特定概率分布的随机数来模拟虚拟仪器测量链中的随机误差源,模拟随机误差与采样数据一同进入虚拟仪器信号处理模块,获得一系列伪测量结果,再用伪测量结果的统计标准方差表征虚拟仪器测量结果的不确定度,并运用虚拟仪器设计平台提供的扩展机制,建立了PCI-6024数据采集卡的随机采样误差仿真模块。应用该模块实现对信号有效值测量结果不确定度的评估,并将评估结果与理论值相比较,获得了较好的一致性。

摘要：对于虚拟仪器测量不确定度进行评估,评估的基本思路就是运用概率事件中的仿真技术。这一技术能够产生出服从某一特定概率分布的随机数值,对虚拟仪器测量链里的随机误差源作出合理的模仿,将模拟随机误差和采样数据,一起输入到虚拟仪器信号中的处理模块内,取得一系列的伪测量结果。接下来,就是利用统计学中标准方差对伪测量结果加以表示,所表示出来的则是虚拟仪器测量结果的不确定度。同时,利用虚拟仪器的设计平台所提供的扩展机制,对数据采集卡中随机采样的误差仿真模块进行构建。运用误差仿真模块来对信号的测量不确定度进行评估,把评估的结果和理论值进行详细的对比,取得了比较好的一致性。

摘要：硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是一种新型二元靶向放射疗法,目前正在逐步进入商用阶段。适用于医院的BNCT中子源类型为加速器中子源,在设备运行与患者的治疗过程中,通常会伴随中子的泄漏与γ射线的污染。为了保证医用基于加速器的BNCT(Accelerator-Based Boron Neutron Capture Therapy,AB-BNCT)设备运行过程中相关人员的辐射安全,基于束流强度10 mA、能量2.8 MeV的质子中子源AB-BNCT开展屏蔽设计分析。首先以国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)与我国现行的电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB 18871-2002制定的公众年有效剂量限值1 mSv为参考标准,经保守估计折合成剂量率限值0.5μSv·h^(-1),利用蒙特卡罗程序进行BNCT治疗室屏蔽模拟计算分析;通过对比使用减方差技巧前后的屏蔽模拟数据结果,论证了使用几何分裂与俄罗斯轮盘赌等减方差技巧可以有效提高计算效率,获得更精确的计算结果。在模拟分析的数据基础上,给出了该AB-BNCT治疗室的屏蔽设计方案,并针对屏蔽的薄弱环节进行优化设计。最终的优化结果表明,当屏蔽墙体为60 cm的含硼重混凝土时,治疗室外侧空间的剂量率均小于0.5μSv·h^(-1),满足辐射防护要求。此外,本文也给出了剂量限值小于2.5μSv·h^(-1)时所需屏蔽墙体的厚度范围,为BNCT的商业化发展提供理论依据。

摘要：【目的】燃气轮机设计加工过程中,部件几何结构和运行条件存在着许多不确定性,从而引起燃机热力性能的显著波动。为了准确辨识燃机运行状态,需要定量评估这种不确定性对关联部件及整机总体性能的影响。【方法】基于蒙特卡罗方法和燃气轮机热力过程机理方程组,建立燃气轮机总体性能不确定性分析模型,研究部件效率、流量不确定性的定量传播特性。针对航改燃机结构,引入压气机效率、压气机进口流量、透平效率和冷却空气流量4个独立参数的不确定分布,获得各影响参数不确定性相互耦合及独立情况下,燃机总体性能及部件运行参数概率分布。【结果】相比于其他3个参数,透平效率的不确定性对燃机输出功率分布、效率和排温的影响更明显;压气机效率虽然对其他部件工作状态的影响范围更大,但当叠加其他不确定因素后,影响程度降低;整机各处的温度和输出功率更易受部件不确定性的影响。【结论】设计及运行中透平应是重点关注部件。在燃机使用中,监测温度及输出功率更能捕捉到部件性能的波动。

摘要：粒子输运非确定性模拟是高性能计算机的主要应用之一,在国民经济建设和国家安全领域具有重要作用。当前核数值模拟、核反应堆设计与航空航天等实际应用对高精度粒子输运非确定性模拟存在迫切需求,其加速方法逐步成为高性能计算领域的研究热点。针对近年来涌现的众多研究成果,首先介绍了粒子输运非确定性模拟的基本原理;其次给出粒子输运模拟程序的基本流程和伪代码;再次对软件加速方法以及基于硬件加速技术的最新研究成果进行了概述;最后基于体系结构模拟器提取的程序特征,讨论了粒子输运模拟所面临的主要挑战,并结合相关研究工作对今后的研究方向进行了展望。

摘要：数学实验创课是学生积累数学活动经验、感悟数学思想方法的重要途径,对提高学生数学核心素养具有积极作用.进行数学实验和探究的过程需要与学生学习的知识建立联系,让学生在解决问题的过程中感悟数学的广泛应用.对于“π的估计”一课,利用可视化动态数学软件GeoGebra设计实验过程,体现一种生成随机数的计算方法,体现了随机观念和估计思想.通过让学生经历自己动手实验、计算机模拟实验、验证结论的过程,使学生感悟数学思想,发展数学核心素养.

摘要：连续能量蒙特卡罗方法均匀化群常数直接用于堆芯均匀计算,不能与非均匀计算保持反应率和界面流守恒,需进一步处理使其满足等效均匀化原理。本工作研究广义均匀化理论(GET)和超级均匀化方法(SPH)在蒙特卡罗均匀化中的应用,并数值验证简化压水堆堆芯和C5G7基准题。研究表明,GET和SPH的应用提高了蒙特卡罗均匀化群常数堆芯扩散计算的精度,可作为蒙特卡罗等效均匀化方法。

摘要：惯性约束聚变(ICF)是实现受控热核聚变可能途径之一.聚变中子源项是氘氚激光等离子体物理设计与分析的重要参数之一,其准确性直接影响分析结果的可靠性.目前国内外对于ICF氘氚聚变反应产生的中子源项研究主要基于解析公式法,在温度和反应类型等方面适用范围有限.本文采用粒子云概念对氘、氚粒子云团开展了随机抽样与时空网格划分,然后基于麦克斯韦速率分布律对氘氚聚变反应开展了多普勒能量展宽效应分析与微分截面温度修正工作,耦合蒙特卡罗方法和离散纵标方法,开展了激光等离子体中D-T粒子云团聚变反应率的数值模拟工作.研究结果显示,与原核数据库截面相比,D-T,D-D,T-D截面经修正后多普勒温度效应显著.在20 100 keV的等离子体温度范围内,相较传统的解析公式法,本文模拟结果更符合最新的ENDF核数据库的氘氚反应截面数据,且与解析公式法结果在低能区存在较大误差,可能是计算方法不同与低温截面差异过大原因导致.