北大闰凯博士：热辐射输运问题蒙特卡罗模拟中的全局最优参考场方法

蒙特卡罗方法具有物理建模精确性、几何适应性及并行计算优势，成为辐射输运模拟
的主流方法之一。统计噪声问题一直是阻碍蒙特卡罗方法大规模应用的关键难题。经
典参考场方法通过引入局部黑体辐射场作为基准，虽能在准静态条件下降低统计噪声，
但在温度剧烈变化（如靶丸压缩阶段）或大梯度分布（如辐射烧蚀界面）场景下，其
误差控制效能显著下降。本研究揭示蒙特卡罗统计方差与粒子能量权重的平方正相关
关系，并证明广义参考场形式下辐射源总能量泛函的凸性。基于此，提出全局最优参
考场（GORF）的理论框架。该参考场通过最小化每个时间步内所有辐射源的总能量，
从理论上实现了粒子能量权重的全局最优分配。数值实验表明：与经典参考场方法相
比，GORF 方法在温度梯度比较大的算例中，相同蒙卡粒子数情况下统计误差可以降
低２到３个量级。

向闰凯博士学习致敬！