[发明专利]一种蒙卡屏蔽计算的减方差方法

摘要

本发明公开了一种蒙卡屏蔽计算的减方差方法，包括：将输运空间从源到统计区域划分为有序的多个子空间，源粒子在多个子空间之间顺序分层输运；源粒子在相邻子空间之间输运时，按照子空间之内的输运规则向当前虚拟面生成虚粒子，并控制虚粒子数量，虚粒子作为下一子空间的源粒子；每个源粒子在子空间之内输运时，在每次源和碰撞事件，以生成虚粒子的方式记录源粒子对当前虚拟面的贡献，根据源粒子对当前虚拟面的穿透概率得到虚粒子权重；将源粒子分为多组，并按照上述步骤输运源粒子，进行多次蒙卡模拟，根据多次蒙卡模拟的结果进行误差计算。本发明具有如下优点：有效降低深穿透和复杂屏蔽结构蒙卡计算的方差，从而降低误差，提升计算效率。

主权项

1.一种蒙卡屏蔽计算的减方差方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过引入多个有序的虚拟面将输运空间从源到统计区域划分为有序的多个子空间，多个源粒子在所述多个子空间之间按照顺序分层输运；S2：所述多个源粒子在相邻子空间之间输运时，按照子空间之内的输运规则向当前虚拟面生成虚粒子，并在生成所述虚粒子时对虚粒子进行数量和权重的调整以保证每个子空间生成的虚粒子数量小于等于源粒子数量，所述多个源粒子输运完毕后将虚粒子数量调整为源粒子数量，并将所述虚粒子作为下一子空间的源粒子；其中，所述对虚粒子数量调整的步骤包括：生成虚粒子时，首先存入虚粒子临时库；当所述虚粒子临时库中的虚粒子数量等于虚粒子数量阈值时，计算虚粒子的平均权重，将所述虚粒子临时库中的虚粒子存入虚粒子正式库，此后再生成的虚粒子直接存入所述虚粒子正式库；获取一个虚粒子存入所述虚粒子正式库时，根据获得虚粒子的权重和所述虚粒子的平均权重之间的关系，对所述获取的虚粒子进行分裂和轮盘赌，分裂后或者赌赢的虚粒子存入所述虚粒子正式库；S3：每个源粒子在子空间之内输运时，在每次源和碰撞事件，以生成虚粒子的方式记录源粒子对当前虚拟面的贡献，根据源粒子对当前虚拟面的穿透概率得到虚粒子权重，其中，所述当前虚拟面为源粒子在当前子空间向下一子空间输运所需穿过的虚拟面，所述源粒子对当前虚拟面的贡献为所述源粒子在蒙卡模拟时，经过多次碰撞死亡前通过所述当前虚拟面则记录贡献为源粒子权重，如果所述源粒子在经过多次碰撞死亡时未穿过所述当前虚拟面则贡献为零；S4：将源粒子分为多组，并按照步骤S1‑S3进行源粒子输运进行多次蒙卡模拟，根据多个蒙卡模拟的结果进行误差计算。