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中国科学院金属研究所专利：一种基于元胞自动机模型的亚稳态蚀坑交互作用模拟方法
鱼类群体运动的元胞自动机模型中的最小势能原理
鱼类 群体运动 最小势能 元胞自动机
2024/1/22
群体运动是自然界中一种常见的生物行为.在一定的环境条件下,社会有机体会表现出不同的集体运动形态.其中,旋转是鱼群中常见的群体运动.但是,虽然研究人员对鱼群的运动进行过一系列的研究,这种旋转行为的机理尚不清楚.本研究假定鱼群的运动模式受势能的支配,相应提出了鱼类个体运动的势函数并将之融合到元胞自动机中以模拟鱼群的运动.数值模拟表明,有限空间内鱼群运动时会形成多种形状,但当此生物系统按照能量最小原则发...
量子计算基础理论和量子点元胞自动机的器件设计优化
量子计算基础 量子点元胞自动机 量子计算理论
2021/7/30
尚云与陆汝钤通过引入两硬币量子游走模型首次将量子游走应用于量子通信协议中，分别提出了基于直线，圆，完备图和正则图上的量子隐形传输模型【1,2】；第一次将两硬币量子游走模型用于完美状态转移协议的设计，对比已存单硬币模型初次实现了高维态在一般图形上的最优状态转移协议【2】。提出的隐形传输理论框架已被印度学者在IBM Q量子计算机平台给出了量子模拟验证；而完美状态转移框架由尚云课题组在IBM Q量子平台...
建筑物发生火灾时，建筑物复杂的内部环境以及火灾的实时蔓延会给参与室内救援工作的消防员带来隐患甚至生命危险。为提高消防员建筑火灾室内救援效率，文章提出了基于BIM技术和元胞自动机的消防员救援路径动态规划系统。该系统中，创新性将BIM建筑模型与元胞自动机有机结合，建立了一种新型元胞自动机路径规划智慧模型，该模型利用场景分层和碰撞检测的方法自动识别建筑物的各种构件和内部环境，具有很高的智能性和普适性；在...
城市扩展元胞自动机多结构卷积神经网络模型
城市扩展 元胞自动机 多结构卷积神经网络 地理模拟
2020/5/11
传统的城市扩展元胞自动机（CA）模型是基于单个元胞的变量信息挖掘来构建转换规则的。针对这一问题，本文基于多结构卷积神经网络提出从区域特征出发且顾及区域多尺度特征挖掘转换规则的城市扩展元胞自动机模型（MSCNN-CA），并以武汉主城区和上海浦东新区为例，模拟了两个试验区2005-2015年期间城市扩展过程。
自动机凸轮曲线动力学性能改进
正弦型凸轮曲线设计方法 自动机虚拟样机 驱动功耗 动力学特性优化
2020/10/27
对原自动机凸轮曲线的过渡段采用正弦型曲线进行动力学特性优化。在已知约束条件和符合自动机内弹道安全要求的前提下，建立优化凸轮曲线的轮廓方程。利用多刚体动力学理论，对比优化前后自动机虚拟样机曲线槽的动力学性能。仿真结果表明改进后自动机驱动力矩和滚轮与上下曲线槽的接触力和自动机驱动功耗显著降低，发射率明显提高。
近日，我校物理学院周晓祺教授研究组在量子自动机的实验研究上取得了重要进展。他们在实验上实现了基于线性光学系统的量子有限状态自动机的研究。该量子自动机使用3个空间状态，即可解决判定输入整数是否为某一质数P的整数倍的问题，而使用经典的自动机解决同样问题至少需要P个空间状态。该工作首次在实验上实现了量子自动机的运行并验证了其相比于经典自动机的空间资源高效性，在该领域具有开创性的作用。
针对矿区保护应用中的岩体变形模拟问题，提出了一种基于确定性有限细胞自动机的开采沉陷模拟方法。该方法采用自动机理论描述岩体内部和表面的沉降分布，能够以相对简单的方法获取沉降槽剖面，且该剖面与大地测量法观测到的剖面一致。在现有细胞自动机解决方案的基础上，通过在模型的第二个细胞网格中增加一个沉降网格的副本，提出了基于传播函数概念的水平位移模拟优化方法。该方法可同时对沉降和岩体模型内部和表面上的水平位移进...
在探索机动车驾驶换道决策机理，分析影响驾驶员换道决策内外因子的基础上，提出了以内部因子为决策变量，外部因子为约束条件的机动车多车道换道模型，并将其引入一维改进舒适驾驶元胞自动机模型，形成基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型.不同V/C条件下该元胞自动机模型的运行分析表明：换道驾驶行为会导致自身及周边车辆的加减速、匀速、怠速等运行工况发生变化；不同的内外因子导致车流平均换道次数不同，车流平均速度的...
Cr12MoV钢动态再结晶过程的元胞自动机模拟
元胞自动机 动态再结晶 材料计算科学 组织模拟
2019/3/6
利用Gleeble-3500多功能热力模拟试验机，研究Cr12MoV钢在应变温度为1 050~1 150 ℃及应变速率为0.01~10 s-1变形条件下的动态再结晶行为，利用回归分析结果，建立元胞自动机模型模拟Cr12MoV钢的动态再结晶过程。研究结果表明：Cr12MoV钢的再结晶激活能Qact为458.069 kJ/mol；模拟得到的再结晶晶粒粒径平均值与实验得到的结果相对误差在10.2%内；模...
为更好地利用振动信号对枪械自动机的裂纹故障进行诊断，提出基于振动信号多分形特征的故障诊断方法。该方法利用Wavelet Leader 来估计振动信号的多分形谱，通过6个特征量描述多分形谱的形态特征以实现多分形谱的降维，并使用基于Mahalanobis距离的分类器对不同的裂纹故障进行分类。应用该方法对某12.7 mm高射机枪自动机闭锁机构的裂纹故障进行了诊断，诊断正确率达到了82.5%，验证了将振动...
典型回转闭锁自动机开锁过程动强度数值分析
自动机强度 数值模拟 惯性应力 闭锁机构
2018/1/15
在设计自动武器时，往往重视闭锁时期零部件的强度而忽视开锁阶段惯性力和碰撞力引起的动强度。针对某枪械回转闭锁机构关键部件在开锁过程中相关零件断裂问题，采用数值分析的方法，建立了枪机、枪机框、开闭锁导柱、击针等零部件开锁过程的惯性应力和撞击应力计算模型。基于仿真结果分析了自动机零部件强度薄弱处的等效动应力情况，为该自动机部件结构的改进提供了理论依据以及数据支撑，也为类似自动机动强度研究提供了分析方法。
学区交叉口行人流元胞自动机模型
学区交叉口 元胞自动机 家长和儿童 行人过街
2018/2/6
基于学区交叉口上下学时间段家长和儿童混合行人流过街特性，利用元胞自动机建立了学区交叉口行人过街模型.在模型中引入空格参数、方向参数和同向吸引参数，并综合考虑家长和儿童成对组合过街时的行为规则.通过仿真研究在双向行人流不均衡，以及家长和儿童组合比例不同的条件下，行人流速度—时间、速度—密度，流量 —密度的关系，分析家长和儿童组合对过街行人流的影响.结果显示，当行人流中家长和儿童的组合超过一定比例时，...
基于凸轮自动机的试验装置设计和动力学分析
凸轮自动机 试验装置 结构设计 刚柔耦合分析
2017/9/5
基于某武器凸轮自动机的机构运动原理，设计了一套自动机机构运动状态试验装置，用于测试并检测供输弹过程中自动机机构的运动规律防止其在供输弹过程出现卡滞现象，利用UG软件建立了三维模型，并基于多体动力学和刚柔耦合理论对该试验机构进行了运动学仿真分析，通过对比分析不同转速下试验机构关重件的运动规律，可以看出该种新型试验机构运转稳定，证明该机构的设计方法可行。