蒙特卡罗方法在矸石山安全监测系统中的应用研究

发布时间：2024-03-05 00:44

　　将蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方法应用到粒子输运问题当中,根据空气分子在矸石山中的输运过程来对分子的运动轨迹进行模拟。空气分子在矸石山中的运动过程,本身就具有随机性质,一个由源点发出的粒子,在它的运动方向上,在哪一点碰撞是偶然的,但是具有一定的几率分布；分子之间的相互发生的碰撞,又有各种几率不尽相同的类型；碰撞后的能量和方向,又遵从一定的概率分布。采用Monte Carlo方法可以将整个难解问题转化为大量简单的随机实验。 论文在广泛查阅相关文献资料的基础上,根据氧气分子运动过程中所受到的不同因素的影响,采用蒙特卡罗模拟方法结合煤矸石山内氧气分子运动过程来模拟出其中的氧气分子运动轨迹,用C语言编制的程序对分子运动进行了模拟计算,实验结果表明：通过多次重复模拟,可以得到足够的统计信息用以估计分子出现的概率,随着模拟次数的增多,其预计精度也逐渐增高。这样当矸石山内环境因素达到自燃条件时,及时将信息传递给监测人员,避免出现不必要的损失。

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的由来
    1.2 本文研究目的及意义
    1.3 主要研究内容和方法
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 课题的研究方法
    1.4 本文研究的可行性和创新点
    1.5 本章小结
2 蒙特卡罗算法概述
    2.1 蒙特卡罗方法的发展历史
    2.2 蒙特卡罗方法基本思想
    2.3 蒙特卡罗方法解题的过程和方法
        2.3.1 构造或描述概率过程
        2.3.2 实现从已知分布抽样
        2.3.3 建立各种估计量
        2.3.4 确定性问题求解
    2.4 蒙特卡罗方法的应用
        2.4.1 核物理学中的应用
        2.4.2 医学应用
        2.4.3 MC方法在石油领域的应用
3 煤矸石氧化过程分析
    3.1 煤矸石氧化过程的影响因素
        3.1.1 氧气浓度对氧化过程的影响
        3.1.2 温度的影响
        3.1.3 粒径的影响
        3.1.4 水分对氧化过程的影响
        3.1.5 空隙率对矸石氧化的影响
    3.2 氧气分子流动状态
        3.2.1 气体在矸石山内的流动
        3.2.2 矸石与氧气的相互作用
        3.2.3 煤矸石氧化过程中气体物质传递研究
4 安全监测系统模型建立
    4.1 煤矸石山监测系统的结构
        4.1.1 模型建立解决过程
        4.1.2 问题分析
    4.2 矸石山内气体流动数学模型
        4.2.1 分子输运方程的数学描述
        4.2.2 反射过程数学模型
        4.2.3 吸附过程
    4.3 理论模型及坐标系的建立
        4.3.1 矸石山的几何形式
        4.3.2 理论模型建立
        4.3.3 坐标系的建立
5 安全监测系统检测结果与分析
    5.1 系统的软件设计过程
    5.2 检测结果与分析
        5.2.1 分子运动轨迹统计
        5.2.2 环境因素影响
    5.3 模型优缺点分析
结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3919418