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  • 1 # 使用者508873978285

    在解決實際問題的時候應用蒙特·卡羅方法主要有兩部分工作:

    1. 用蒙特·卡羅方法模擬某一過程時,需要產生某一機率分佈的隨機變數。

    2. 用統計方法把模型的數字特徵估計出來,從而得到實際問題的數值解。

    使用蒙特·卡羅方法進行分子模擬計算是按照以下步驟進行的:

    1. 使用隨機數發生器產生一個隨機的分子構型。

    2. 對此分子構型的其中粒子座標做無規則的改變,產生一個新的分子構型。

    3. 計算新的分子構型的能量。

    4. 比較新的分子構型於改變前的分子構型的能量變化,判斷是否接受該構型。

    若新的分子構型能量低於原分子構型的能量,則接受新的構型,使用這個構型重複再做下一次迭代。 若新的分子構型能量高於原分子構型的能量,則計算玻爾茲曼因子,併產生一個隨機數。若這個隨機數大於所計算出的玻爾茲曼因子,則放棄這個構型,重新計算。 若這個隨機數小於所計算出的玻爾茲曼因子,則接受這個構型,使用這個構型重複再做下一次迭代。

    5. 如此進行迭代計算,直至最後搜尋出低於所給能量條件的分子構型結束。

    專案管理中蒙特·卡羅模擬方法的一般步驟是:

    1.對每一項活動,輸入最小、最大和最可能估計資料,併為其選擇一種合適的先驗分佈模型;

    2.計算機根據上述輸入,利用給定的某種規則,快速實施充分大量的隨機抽樣

    3.對隨機抽樣的資料進行必要的數學計算,求出結果

    4.對求出的結果進行統計學處理,求出最小值、最大值以及數學期望值和單位標準偏差

    5.根據求出的統計學處理資料,讓計算機自動生成機率分佈曲線和累積機率曲線(通常是基於正態分佈的機率累積S曲線)

    6.依據累積機率曲線進行專案風險分析。 在力學中,蒙特卡羅方法多被用來求解稀薄氣體動力學問題,其中最為成功的是澳洲G.A.伯德等人發展的直接模擬統計試驗法。此法透過在計算機上追蹤幾千個或更多的模擬分子的運動、碰撞及其與壁面的相互作用,以模擬真實氣體的流動。它的基本假設與玻耳茲曼方程一致,但它是透過追蹤有限個分子的空間位置和速度來代替計算真實氣體中分佈函式。模擬的相似條件是流動的克努曾數(Kn)相等,即數密度與碰撞截面之積保持常數。對每個分子分配以記錄其位置和速度的單元。在模擬過程中分別考慮分子的運動和碰撞,在此平均碰撞時間間隔內,分別計算分子無碰撞的運動和典型碰撞。若空間網格取得足夠小,其中任意兩個分子都可以互相碰撞。具體決定哪兩個剛體分子相撞,是隨機取一對分子,計算它們的相對速度,根據此值與最大相對速度的比值和隨機取樣比較的結果,來決定該對分子是否入選。碰撞後分子的速度根據特定分子模型的碰撞力學和隨機取樣決定。分子與壁面碰撞後的速度,則根據特定的反射模型和隨機取樣決定。對於運動分子的位置和速度的追蹤和求矩可以得出氣體的密度、溫度、速度等一些感興趣的宏觀參量。而對於分子與壁面間的動量和能量交換的記錄則給出阻力、舉力和熱交換系數等的數學期望值。

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