随机模拟

摘要： 目的通过比较一般线性模型、广义估计方程及混合效应模型在医疗器械试验定量指标纵向数据中的估计效果,探讨合适分析方法并提供参考。方法以非劣效支架试验为例并结合应用蒙特卡洛随机模拟的方法,模拟不同样本量、不同数据相关程度及不同相关数据比例下的纵向数据,比较不同模型应用的准确性。结果在不同数据相关程度及相关数据比例下,不同模型所得能获得阳性结果的概率变化规律有所不同。一般线性模型所得假阳性错误率随着相关数据比例的增加而增大,且大于0.05;而广义估计方程和混合效应模型所得假阳性错误率稳定在0.05附近。结论对于相同定量指标纵向数据,建议结合实际数据特点,采用广义估计方程或混合效应模型进行分析,确保准确地估计组间真实疗效。

摘要： 取样是评价检测药材或饮片质量的关键步骤。按照2020年版《中国药典》四部通则0211药材与饮片取样法规定,供检验用药材或饮片样本的取样方法为四分法。四分法是一个逐步减小取样样本量的过程,然而对于取样样本量大小与样本组成的变异却少见报道。探讨使用基于计算机编程模拟的蒙特卡洛方法对四分法的取样过程进行分析,并根据模拟抽样的结果探讨四分法的抽样方式与抽样量对抽样结果代表性以及变异性的影响。从抽样数据产生过程结合本实验模拟结果分析,当抽样总体随机分布时,四分法与直接随机抽样没有明显区别,且四分法取样所得样本均值的变异同样会由于样本量的减小而增大。因此为减小抽样结果的变异,对混合饮片抽样时需要根据被检测物料总体的具体情况制定合理的抽样量。

摘要： 研究了球内两个随机点之间距离的概率分布.利用几何概率推导出了概率分布函数、概率密度函数和数学期望的解析表达式.基于R语言,对单位球内两随机点距离进行了随机模拟,模拟结果与理论分析结果互为印证.

摘要： 含水介质的空间分布及其非均质性对地下水流和溶质运移有着重要的影响。以淮南顾桥矿区作为研究对象,为了刻画矿区松散层含水介质的空间分布,使用转移概率地质统计方法建立含水介质的随机模型,对矿区水文地质结构的空间连续性和空间变异性进行表征;并将随机模拟得到的顾桥矿区含水介质剖面图与矿区原始水文地质剖面进行对比。结果表明,基于转移概率地质统计模拟方法可以比较准确地刻画矿区的水文地质结构;模拟剖面与原始水文地质剖面的比较显示模拟结果与实际含水介质空间分布情况有较好的一致性,转移概率地质统计方法在对含水介质非均质性刻画中具有较好的适用性。

摘要： 随机模拟也可以称作统计模拟或蒙特卡罗模拟,来源于上世纪40年代乌拉姆和冯诺依曼的原子弹研发中所采用的技术之一,出于保密而采用摩纳哥的一个城市名来命名。虽然名称上感觉跟概率、统计或计算比较亲近,但其实它在很多学科领域如经济、金融、物理、工程、生物等都有各种各样的应用。例如日常生活中的天气状况、交通状况、金融市场、基因遗传、分子运动、排队论、彩票中奖、原子弹爆炸等问题,均存在随机特性,可以用概率论的知识来进行建模,从而刻画问题的具体行为特征。对于所建立的随机模型,往往不存在解析解。而随机模拟可以构建出模拟随机模型,并给出解析解的近似,进而对随机模型建立直观的印象。简单来讲,随机模拟就是通过大量随机实验来模拟随机系统,进而获得关于系统状态变化和输出结果的相关数据,进而对数据进行相应的统计分析和推断,得到系统的特征估计。

摘要： 系统介绍了多点地质统计学的基本原理以及与传统建模方法的区别。以胜利油田A区为例,在利用训练图像指导模拟的基础上,深入分析了砂泥岩比例、参考比例、垂向比例函数、概率趋势体等各项敏感参数对模拟结果的不同影响,提出了通过调整敏感参数来提高预测结果准确性的新方法;并从训练图像选取、提高模型确定性、无井控制区随机模拟等方面开展研究,确定了适合研究区的最优参数。同时,利用平面展布特征分析、不同模拟方法结果对比、抽稀井验证等方法,对研究区沉积相模型的预测精度进行了验证。实践结果表明,利用该方法得到的沉积相模型能够实现砂体平面展布特征和纵向叠置关系的准确预测,预测结果与实钻井及实际地质认识基本吻合,同时对于河流相砂体“顶平底凸”的地质特征也具有较好表征,对于密井网区河流相砂体研究具有较大的指导意义,可为其他同类型油藏的储层预测研究工作提供方法指导。

摘要： 色谱分离过程中的粒子扩散问题是色谱动力学研究的基础,深入理解粒子的扩散行为对优化分离操作条件、提升色谱性能和开发新型色谱柱尤为关键。现有的模拟方法多集中于局部过程的热力学研究,而整体的扩散分离过程报道并不多见。为此,该文基于微尺度受限空间内随机扩散的方法,通过动态追踪粒子的运动轨迹,实现粒子在气相色谱开管柱内的扩散全过程模拟。基于前期烷烃同系物的分离模拟研究,结合Kovats保留指数,分别建立了吸附步数与温度、吸附步数与碳数的函数关系,由此获得不同类型的同系物在不同温度条件下的分离参数系统。以醇类同系物的分离验证模拟的可靠性,结果表明保留时间的相对误差基本控制在5%以内,而峰宽相对误差在0.75%~60%之间。峰宽误差较大的原因在于:(1)参数化计算过程中未能充分迭代以及使用外推法;(2)模型中忽略了醇分子之间的氢键作用。该文提出的模拟方法虽然可以准确地预测色谱保留时间以及合理描述色谱峰的基本形貌特征,但尚有进一步发展空间,特别是增加对分子间相互作用的细节处理,例如可参考分子力学的方法建立分子间势函数和吸附步数的关系,利用分子力学计算的能量来取代参数化的吸附步数,从而实现更为精确的分离过程模拟。总体而言,该文所提出的模拟方法为优化色谱分离操作条件和开发新型色谱分离技术提供了有价值的参考。

摘要： 目的:建立预测复合丸剂混合后分装成单剂量的药丸比例和抽样RSD概率分布的数学模型。方法:通过随机模拟(蒙特卡罗)方法,采用Python 3.8程序和random库中随机函数,编写程序代码实现了两种药丸混合后单剂量分装的随机抽样模拟。结果:随机模拟抽样次数为10万次时,样品分布与二项分布特征基本一致,样本相对含量的概率分布随单剂量丸数增加变窄,RSD<6.8%的概率增加。结论:本研究建立的模型可预测复合丸剂混合后分装成单剂量的含量分布概率特征和含量均匀度抽检的最小失败概率。

摘要： “博观而约取,厚积而薄发”,研途的星辰大海期待着每一位研究生的不懈探索。“仰望星空,脚踏实地”,科研路上既需要对待专业的满腔热忱,又需要坐得住冷板凳的持之以恒。本期“研究生学术与人生发展”专题,我们有幸邀请到了三位杰出的教师结合自身丰富的科研及教学经验为大家答疑解惑。对于大多数研究生而言,研究生阶段最主要的学习任务和学习目标是通过学习和积累完成学术论文。然而,对于很多学生来说,各种研究方法在真正应用的时候无从下手,哲学院的刘建华老师在《社会科学研究的几点策略》一文中,从提出研究问题、撰写文献综述、搭建文章框架和设计分析框架四个方面给同学们提出了关于学术研究的宝贵建议。统计与数学学院的谷伟老师在《随机模拟在经济、金融等学科中的角色》一文中,围绕着“随机模拟”在经济、金融等众多学科领域的应用进行了深入分析,并就学习随机模拟提出了宝贵建议。高效阅读文献是每一位研究生的“必修课”,哲学院的熊波老师在《如何有效进行文献阅读》一文中,从数据分析方法、文献笔记和英文文献阅读三个方面阐明了如何高效阅读文献。

摘要： 为深入探讨减法集对势的物理意义,发掘其不确定性方面的信息,在减法集对势的分析基础上提出改进差异度系数取固定的三角模糊数,采用动态三角模糊数与随机模拟相结合的计算方法进行差异度系数的随机模拟,并将该方法应用于安徽省水资源承载力分析评价的实际问题中。结果表明:改进的动态三角模糊数随机模拟方法在安徽省水资源承载力中的评价结果更为稳健精准,可靠性和精确度方面都有所提高,且该方法的计算结果包含原有减法集对势的计算结果,为集对事件提供了关于评价结果可靠性方面的估计信息;改进的三角模糊数随机模拟方法的计算结果合理可靠,说明该方法在水资源承载力评价问题中具有推广应用价值。

摘要： 为了更准确地研究地表水环境中重金属对人体的潜在健康危害,在美国环保署US EPA提出的健康风险评价模型的基础上构建随机模拟与三角模糊数耦合的健康风险评价模型(SS-TFN模型),对东莞市西部地区A镇、B镇、C镇、D镇和E镇电镀厂周边地表水中8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)引起的健康风险进行评价.结果表明:研究区各镇总健康风险较高,地表水中重金属经饮水途径引起的成人和儿童健康风险均高于最大可接受风险水平(5.0×10-5a-1),风险级别均在Ⅳ级风险及以上,儿童健康风险均大于成人健康风险,更容易受到重金属所致健康风险的威胁.重金属平均健康风险大小从高到低顺序依次为Cr＞As＞Cd＞Pb＞Ni＞Cu＞Hg＞Zn.健康风险主要来自致癌性重金属,其中,As和Cr引起的成人和儿童健康风险空间分布较不均匀,应将其作为风险决策管理的优先控制对象.

摘要： 林德贝格-莱维定理(独立同分布中心极限定理)指出,如果一个随机现象是由大量相互独立的随机因素共同作用所产生的,而其中每个因素的作用都很微小,则与此相联系的随机变量近似地服从正态分布.在简单介绍随机模拟思想及R的一些基本知识的基础上,本文使用R软件,应用随机模拟方法验证了林德贝格-莱维定理的正确性,并将该定理应用于福利彩票的奖金总额估计.

摘要： 模拟是Peri网进行系统分析的常用方法之一.由于时间Petri网采用时间区间描述变迁实施的时间范围,因此变迁的实施时间点在区间内是不确定的.提出时间Petri网的随机模拟方法.该方法在变迁开始使能时,根据某种随机分布确定实施区间内的实施时间点.然后基于模拟仿真的实验数据,运用统计分析方法及算法,构造时间Petri网状态类树,计算变迁实施区间及实施概率,为时间Petri网的系统模拟提供一种新的探索途径.

摘要： 脉动风压时程是结构进行风振响应分析的必要条件,本文探讨了获得非高斯脉动风压场的几种随机模拟方法,包括基于谐波合成(WAWS)的相位修正模型(EPG),以及两种种静态转换模型(STM),多项式型(PSTM)和双指数型(ESTM).并结合风洞试验,对比了模拟方法的精度、效率及稳定性.结果表明,EPG精度和稳定性较差,PSTM稳定性较差,但效率较高,ESTM精度和稳定性较高,但效率略低于PSTM.最后,基于Matlab-GUI平台编制了随机模拟及风洞数据处理可视化程序,便于工程应用以及试验的数据处理.

摘要： 随机模拟是油气勘探开发中不可缺少的环节,而三维马尔可夫链模型储层随机模拟是油气储层随机模拟中的热点. 本文在二维马尔可夫链模型的基础上提出了三维马尔可夫链模型及其计算公式,使得应用马尔可夫链进行三维储层岩性更为简便.为使结果更加符合地质情况,作者引进了Metropolis算子,并在此基础上改进了算子进行随机模拟.

摘要： 随着石油需求的增大和油气深度开发的需要,储层随机建模技术得到迅速发展.目前,多种数学建模方法被引入到地质统计学中,比较前沿的和符合地质储层规律的模拟方法是多点统计模拟法和马尔可夫模拟法.本文根据一维Markov链理论,利用Matlab编程实现对沙66井的随机模拟,得到模拟的准确率为78.03％,为了进一步提高准确率,提出了条件化Markov链的概念.

摘要： 新Cholesky分解可加快功率谱密度(Power Spectrum Density,简称PSD)或渐变功率谱密度(Evolutionary PowerSpectrum Density)矩阵的分解速率,从而可提高随机场蒙特卡洛模拟的效率.该方法的核心是从EPSD或PSD矩阵中分离出满足前提条件的相位,导出的模矩阵能明显加快分解过程,相比直接Cholesky分解复数的EPSD矩阵或PSD矩阵,利用这种方法可以提高四倍的分解效率,同时存储内存可节省50％左右.EPSD或PSD矩阵的模矩阵可以进一步分解为延迟相干函数矩阵.延迟相干矩阵具有与时间不相关的特点,这使得在基于Cholesky分解的谱表示法中仅需在频域内分解,这样就显著提高了效率.最后,将提出的新方法应用于高斯随机风场的模拟中,结果表明,延迟相关矩阵比EPSD/PSD矩阵,EPSD/PSD模矩阵更加适合插值应用,明显的提高了随机过程的模拟效率.

摘要： 论述了利用蒙卡程序获取中子时间脉冲序列链的方法,并提出了一种新的三均分算法汁算中子衰减时间常数.解决了生成时间序列链超大矩阵排序问题.基于大空腔探测系统,利用无死时间的时间序列链经过数据解谱,分析利用252Cf中子源标定的参数在钚样品中子多重性测量过程中的匹配问题,考察了探测效率的差异和二阶矩三阶矩的门份额的适用性.提出了MSR处理过程中门宽的优化选取原则.模拟了大量不同质量的钚样品,建立了大空腔探测系统的RSD曲线,为实验测量时间的合理选取提供重要参考.

摘要： 土性参数变异性大是堤防工程安全评价面临的困难之一.在分析土体渗透系数空间变异性的基础上,通过随机数值模拟研究了堤防渗流场的统计特征.将土体渗透系数作为随机场,采用转动带法进行随机抽样模拟,通过蒙特卡罗方法分析渗流场分布规律,并计算堤基渗透失稳概率,结合堤防工程实例进行了分析.结果表明,渗透系数的空间变异性对渗流场有较大影响,分析方法和模拟程序具有合理性,可为堤防工程安全评价提供有效分析工具.

摘要： 土性参数变异性大是堤防工程安全评价面临的困难之一.在分析土体渗透系数空间变异性的基础上,通过随机数值模拟研究了堤防渗流场的统计特征.将土体渗透系数作为随机场,采用转动带法进行随机抽样模拟,通过蒙特卡罗方法分析渗流场分布规律,并计算堤基渗透失稳概率,结合堤防工程实例进行了分析.结果表明,渗透系数的空间变异性对渗流场有较大影响,分析方法和模拟程序具有合理性,可为堤防工程安全评价提供有效分析工具.

摘要： 本发明公开了一种基于高斯随机场的岩土体结构随机裂隙模拟方法及装置，属于岩土裂隙结构模拟领域，利用ABAQUS将材料参数与场变量进行关联，通过UFIELD子程序传递参数，并利用Fortran语言在子程序中编写程序生成二维高斯随机场，根据随机值是否在定义的裂隙区域范围内来辨别随机介质的类别，再对不同介质赋予不同的强度值。可通过控制相关长度、旋转角度及相对面积比等参数来表征裂隙在岩土工程结构中的真实形态，操作简便，有效节约了计算时间和资源。本发明能够将ABAQUS软件子程序优点与随机场的表征高效结合，可以根据实际情况灵活控制组成裂隙的关键因素，普适性较高，实现了随机裂隙在岩土结构中的可能存在状态。

摘要： 一种随机数产生器中的随机变化模拟偏压信号装置，包括：一数字转模拟转换逻辑，用于将数字随机数位群其中的m个位转换为一模拟电压信号；以及一总和逻辑，耦接于该数字转模拟转换逻辑，以将一状态模拟偏压信号与该模拟电压信号的值总和而产生一模拟偏压信号。

摘要： 本发明一种振动模拟系统的随机振动模拟方法属于振动模拟领域，涉及一种振动模拟系统的随机振动模拟方法。该方法采用振动模拟系统进行随机振动，首先利用计算机产生高频白噪声，通过该高频白噪声与正弦信号相乘得到伪随机信号，作为目标控制信号。实时采集俯仰方向、偏航方向加速度信号，经过信号放大器的放大，传给俯仰方向和偏航方向振动发生器，使其产生支杆俯仰和偏航方向的振动。振动模拟系统由俯仰方向和偏航方向加速度传感器、俯仰方向和偏航方向振动发生器、飞行器模型、测力天平、支杆、计算机、信号放大器及实时控制器组成。该方法实现了振动信号的负反馈控制，提高了风洞试验中算法有效性和风洞试验的安全性，振动模拟精度高。

摘要： 本发明提供一种随机主余震序列的模拟及随机动力分析方法，属于地震的随机动力分析领域。关键内容包括基于Copula函数建立主余震参数相关性、基于随机物理模型产生地震序列，基于DPIM方法进行随机响应分析。本发明能够解决现有的随机地震动模型对余震在地震动时产生的影响的忽略，可以合理地从概率的角度建立主余震参数之间的随机关系，能够克服传统的结构动力分析方法计算量大、效率低的局限，从而极大地缩短了运算时长，提高了计算精度。

摘要： 本发明公开了一种基于高斯随机场的岩土体结构随机裂隙模拟方法及装置，属于岩土裂隙结构模拟领域，利用ABAQUS将材料参数与场变量进行关联，通过UFIELD子程序传递参数，并利用Fortran语言在子程序中编写程序生成二维高斯随机场，根据随机值是否在定义的裂隙区域范围内来辨别随机介质的类别，再对不同介质赋予不同的强度值。可通过控制相关长度、旋转角度及相对面积比等参数来表征裂隙在岩土工程结构中的真实形态，操作简便，有效节约了计算时间和资源。本发明能够将ABAQUS软件子程序优点与随机场的表征高效结合，可以根据实际情况灵活控制组成裂隙的关键因素，普适性较高，实现了随机裂隙在岩土结构中的可能存在状态。

摘要： 本发明公开了一种模拟含随机、非随机裂隙或孔洞透明材料制作方法，包括确定试样尺寸、制备模具，裂隙与孔洞统计、确定裂隙与孔洞密度、记录裂隙与孔洞尺寸及空间位置，制备锡条、锡球模拟裂隙与孔洞，定位锡条、锡球模拟裂隙与孔洞，模拟岩石材料的称量、拌合与浇铸，添加细目彩色石英砂、锡条或锡球后拌合、除泡处理，烘焙、冷冻循环制备试样。本发明的模拟含随机、非随机裂隙或孔洞透明材料制作方法，操作方便、系统性强，本发明制作的模拟岩石的透明试样可直观分析内部裂隙与孔洞的扩展情况，可信度高。

摘要： 一种随机数产生器中的随机变化模拟偏压信号装置，包括：一总和逻辑，以将一状态偏压信号与一随机噪声信号总和而产生该模拟偏压信号；以及一产生该随机噪声信号的装置，耦接于该总和逻辑，且被配置为在该随机数产生器配置一随机数时，根据该随机数的一位群中的多个的一逻辑状态变化该随机噪声信号。

摘要： 本发明公开一种基于集合模拟策略和种植结构随机布局驱动SWAT模型模拟水文环境的方法及系统，所述方法包括：S1、将研究流域划分为多个子流域及多个水文响应单元(HRU)；S2、以拥有作物种植面积统计数据的最小行政单元为界，将划分的HRU与行政单元对应；S3、获取行政单元内每种作物的种植面积比例随机R序列；S4、获取行政单元内每个土地利用类型为耕地的HRU所占耕地比例的r序列；S5、将R序列作为插板，依次插入对应行政单元中r序列中，寻找对应点位以匹配面积比例；S6、按照S5中确认的对应关系，在SWAT模型中对HRU设置对应的作物品种；以此为基础驱动SWAT模型，运行模型至模拟结束以模拟流域水文环境。

摘要： 本发明公开了基于两阶段随机模糊模拟的配电网随机模糊潮流算法，属于电力系统不确定潮流计算领域，本方法考虑了风电出力、光伏出力及负荷需求的随机和模糊两种不确定性对网络状态变量的影响。首先建立风电出力、光伏出力和负荷需求的随机模糊不确定性模型，然后通过两阶段随机模糊模拟技术得到系统电压和功率的分布特征模型。其中，随机模拟阶段利用了多点估计技术，模糊阶段利用了模糊模拟技术，提高了算法的计算效率。本发明能够同时考虑系统中随机和模糊两种不确定性的影响，能够适应更多的系统环境并与系统稳定控制等算法兼容。

摘要： 本发明公开了基于两阶段随机模糊模拟的配电网随机模糊潮流算法，属于电力系统不确定潮流计算领域，本方法考虑了风电出力、光伏出力及负荷需求的随机和模糊两种不确定性对网络状态变量的影响。首先建立风电出力、光伏出力和负荷需求的随机模糊不确定性模型，然后通过两阶段随机模糊模拟技术得到系统电压和功率的分布特征模型。其中，随机模拟阶段利用了多点估计技术，模糊阶段利用了模糊模拟技术，提高了算法的计算效率。本发明能够同时考虑系统中随机和模糊两种不确定性的影响，能够适应更多的系统环境并与系统稳定控制等算法兼容。