非织造材料分形维数与填充率及纤维直径的关联

开发随机排列的模拟非织造材料表面及截面生成程序,针对3种不同的纤维直径,生成非织造材料表面及截面的纤维结构分布,并采用计算机软件分别计算其分形维数和填充率.通过大量的计算机模拟计算数据及关联回归分析,得出模拟的非织造材料表面及截面的分形维数与其填充率和纤维直径之间关系的关联表达式.结果表明:非织造材料具有分形特征,其结构可采用分形维数进行描述;而其分形维数与纤维填充率及纤维直径之间存在一定的关联规律,模拟的非织造材料的表面分形维数关联表达式的计算结果与实测相对误差小于4.83%;非织造材料表面分形维数与截面分形维数关联表达式的计算结果进行比较,其平均绝对误差为0.163.非织造材料表面分形维数与截面分形维数计算式具有相同的表达形式.     

基于分形理论的锈蚀钢筋表面轮廓分布特征

为了更准确地表征锈蚀钢筋的表面轮廓分布特征,利用分形理论的结构函数法推导出锈蚀钢筋截面直径的分形维数与尺度系数的计算模型.从受氯盐侵蚀的混凝土梁试件中获取4根不同锈蚀率的钢筋试样,利用千分尺测量钢筋的截面直径,并进行统计,研究其分布规律.统计结果表明:锈蚀钢筋截面直径不拒绝正态分布、对数正态分布和威布尔分布;利用所得模型计算出锈蚀钢筋截面直径的分形维数与尺度系数,其分形维数与钢筋的锈蚀率成正相关关系.结合分形维数和尺度系数定义的特征参数,可以实现锈蚀钢筋表面轮廓绝对测量与相似测量的统一,有助于更为准确地表征锈蚀钢筋的表面轮廓.     

基于分形理论的煤层瓦斯渗透率参数估计方法

基于分形理论和达西定律,研究了孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数与瓦斯渗透率参数之间的关系;数值模拟了煤层孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数对瓦斯渗透率参数的影响.研究表明,瓦斯渗透率随着孔隙弯曲分形维的增加而降低,随着孔隙表面分形维和最大毛细管直径的增加而增加;应用分形理论可以获得煤层孔隙发育程度和分布特征比较精确的定量信息.     

双重分形多孔介质孔隙率的研究

根据双重分形多孔介质孔隙分布分形维数D与孔隙迂曲分形维数DT的定义和计算公式,推导了多孔介质孔隙率的计算公式.通过孔隙率计算公式的函数图像分析了双重分形维数D和DT的变化对孔隙率的影响,分析结果表明孔隙率随多孔介质双重分形维数D和DT的增加而增大;多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率增加的就越慢;当D DT＜3时,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率就越大,但当D DT＞3时则相反,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率反而越小,D DT=3是特殊点,令D DT→3时的孔隙率极限值为它的孔隙率.     

太白红杉种群分布格局分形特征的研究

应用分形理论的计盒维数、信息维数和关联维数研究了太白红杉的种群格局特征.结果显 示,(1)太白红杉的种群格局具有自相似性;(2)种群分布格局分形维数可以揭示种群分布格局的尺 度变化特征,利用计盒维数、信息维数、关联维数综合分析种群分布格局能够更全面的对其进行描 述,单纯利用一个维数会导致片面的理解;(3)太白红杉种群分布格局受到人为破坏后,其分形维数 也会受到严重影响.     

递归(分片)仿射分形插值数值模拟与盒维数研究

分析了Barnsley M F的经典文献中递归仿射分形插值的数值模拟问题，利用Matlab与随机迭代算法，给出了递归仿射分形插值算例的随机迭代算法，得到相应分形插值曲线。递归仿射分形插值把较长的原像区间Ji′=［xl,xm］压缩映射到更短的像区间Ji=［xi－1,xi］时，有3种情况:(1) JiJi′; (2) JiJi′且Ji∩Ji′=Φ;(3) JiJi′，但是Ji∩Ji′≠Φ。根据递归仿射分形插值与分片分形插值，对以上3种情形进行了随机迭代数值模拟，给出了算法流程与详细的程序代码，这些数值分析是对分形插值理论的补充。最后，利用粒子群最优化算法给出仿射分形插值函数的盒维数最优解。     

p阶Feigenbaum映射的拟极限集及其Hausdorff维数

通过研究Feigenbaum映射分形极限集的存在条件, 证明了对任何t∈(0,1), 存在一个p阶Feigenbaum映射, 使得其拟极限集的Hausdorff维数是t, 并在广泛意义下推广了已有的相应结果.     

多孔介质微观孔隙结构分形特征及分形系数的意义

依据孔隙结构的球体模型和毛管束模型 ,推导出两种模型的孔隙体积表达式和两种模型分形维数间的关系式。计算结果表明 ,基于毛管束模型的分形维数总比基于球体模型计算的分形维数小 1,分形系数的物理意义在于它反映了孔隙的发育程度。基于毛管束模型 ,利用压汞数据计算了西峰油田长 8储层多孔介质微观孔隙的分形维数 ,同时给出了分形维数与孔隙度、渗透率等地层参数的关系曲线。分析结果表明 ,该区孔隙结构具有分形特征 ,分形维数为 1～ 2。分形维数越大 ,多孔介质微观孔隙分布的非均质性越强 ;分形系数越大 ,孔隙越发育 ,储层物性越好。     

漳州平原变性土粒径分布分形维数特征

 分形是许多自然事物和现象的客观特征之一。根据不同地形及土地利用/土地覆盖,从漳州平原不同地域分别采集22个0~60cm土层土壤样品,测定土壤各粒径质量分数,结果说明变性土土壤颗粒具有一定的分形特性。在此基础上,论述了漳州平原变性土粒径分布分形维数的变化特征以及土壤粒径分布分形维数与土壤性状间的关系。结果表明,漳州平原22个土壤样品粒径分布分形维数介于2.756~3.002之间,在垂直方向上,土壤粒径分布分形维数具有随着土层深度增加而增大的变异规律。通过回归分析发现,土壤粒径分布分形维数与各粒级颗粒质量分数明显呈线性关系,正负相关性以粒径r=0.1mm为界,即其分形维数与r>0.1mm的颗粒质量分数负相关,与r<0.1mm的颗粒质量分数正相关。土壤粒径分布分形维数随着植被覆盖度的增大而增加,并且土壤粒径分布分形维数随地形发生变化,表现为坡下>平地>坡上。     

凹凸棒滤料曝气生物滤池对微污染原水的处理研究

利用具有典型分形特征的凹凸棒滤料作为填料,进行曝气生物滤池（BAF）处理微污染原水实验,根据滤料的挂膜性能,分析曝气生物滤池对微污染水的处理效果。结果表明：孔隙率3388 %,分形维数314的凹凸棒滤料曝气生物滤池,在水力负荷17 m3/ (m2·h)、水力停留时间90 min、气水比1〖DK〗∶1～12〖DK〗∶1、水温216～327 ℃条件下,20 d左右即可完成挂膜过程,自然挂膜容易,时间短,说明分形维数314的凹凸棒滤料表面较为粗糙,有利于微生物附着。正常运行阶段,曝气生物滤池对CODMn、NH3-N和浊度的平均去除率分别可达1466 %、8581 %和5300 %。     

硅溶胶改性杨木纤维的工艺及性能

为了改善木纤维的尺寸稳定性,以硅溶胶-凝胶法制备木纤维/二氧化硅复合材料。结果表明：改性后杨木纤维的质量增加率随溶胶浓度的下降而减小,但溶胶粒子更易进入细胞壁中;为保持木材孔隙结构,采用抽真空的方法将纤维表面和细胞腔中过剩溶胶抽出,木纤维质量增加率先增加后减少;通过扫描电镜能谱仪分析,硅基本处于细胞壁位置;傅里叶变换衰减红外光谱分析显示处理后的木纤维中有Si—O—Si键生成。硅溶胶改性后,杨木纤维板的尺寸稳定性得到一定程度的提高。     

二氧化硅处理杉木木材增重率与物性之间的关系

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为陶瓷前驱体,乙醇为溶剂,乙酸为催化剂(以1:1:0.01摩尔比混合)处理杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)边材,制备二氧化硅/木材复合增强材料,测定增强材料的增重率、密度、细胞壁膨胀率、吸湿稳定性及抗流失性,以了解二氧化硅处理杉木木材增重率与物性之间的关系.结果表明,二氧化硅增强材料的增重率随着与预处理材含水率的增大而增加,当预处理材为饱水材时,制备的增强材料由于细胞腔中生成大量的二氧化硅而达到最大值.二氧化硅增强材料的细胞壁膨胀率和密度随着增重率的增加而增大,增重率在48%以上的细胞壁膨胀率变化量要比增重率在48%以下的膨胀率变化量大,增重率大于7%的密度增大比增重率小于7%的增大明显.随着二氧化硅增强材料增重率增加其吸湿膨胀率减少,失重率增加.二氧化硅增强材料的增重率越大,增重余量也就越大,其抗流失性能良好.     

粗粒土类别的分形图解

基于分形理论,同时考虑粗粒土的随机性、非规则性,应用随机模糊方法研究了粗粒土的粒度分布分维,讨论了粒度分布分维与粗粒土的均一性、粗度和级配的相互关系。研究发现粗粒土是分形粒子,具有分形效应,细粒土是以分形分布的方式充填到粗粒土之间的,粗粒土组成的结构为分形结构,据此给出了5种粗粒土的典型分形图形并揭示了其特有的性质。结果表明,粒度分布分维是刻画粗粒土特征的有效参数,应用该参数可以控制集料颗粒粒径,达到优化级配、增大集料密度的目的。最后给出了应用粒度分布分维控制颗粒粒径的理想分形级配图形。     

人工林红皮云杉木材管胞形态及其径向变异的研究

研究了人工林红皮云杉木材管胞形态及其径向变异规律，并与天然林进行了比较。结果表明：（１）人工林木材管胞长度、长宽比和壁控比的径向变化趋势与天然林相似；（２）根据管胞形态的径向变异模式，人工林红皮云杉在约１９年趋于成熟，较天然林提早１０年左右；（３）人工林木材，尤其是幼龄材，其管胞形态与天然林的相比较，差异不大，适合作主制浆造纸等纤维用材。     

沥青混合料级配集料的分形特性

基于分形理论,对沥青混合料级配集料的分形特性进行了研究,探讨了集料颗粒、集料粒径分布、集料质量级配以及集料体积的分维等.研究结果表明:分维值可以用来定量地描述沥青混合料中集料的复杂外观结构,在双对数坐标下集料颗粒周长与面积呈现线性关系,相同集料(同料源)不同级配的集料颗粒具有近似相同的分维,相同集料不同截面具有相同的分维,不同集料(不同料源)表现出不同的分维;分维值也可以用来定量地描述沥青混合料中集料粒径分布、集料质量分布、集料体积分布以及集料的空隙率等,集料质量级配分维值越大,其级配就越粗.     

The Fractal Characterization of Fabric Wrinkle Image

In this paper, fractal theory is introduced to assess the fabric wrinkle. The fractal features of fabric wrinkle are analyzed by image processing technique. The fractal dimensious of gray level surface are calculated by the retieular cell counting method. The results indicate that it can be used to character the fluctuation of gray level surface in fabric wrinkle image. The fractal dimensions of wrinkle blocks are achieved by the blocks areas analysis. It is testified that this dimension can describe the features of wrinkle blocks area distribution. The two kinds of fractal dimension can both objectively rank the fabric wrinkling.     

IMAGING WOOD PULP FIBRE SURFACE LIGNIN BY FLUORESCENCE CONFOCAL LASER SCANNING MICROSCOPY

A novel methodology for imaging wood pulp fibre surface lignin by fluorescence confocal laser scanning microscopy was developed. Various imaging modes and imaging conditions were explored for quantitative analysis. Acridine Orange was used for labelling lignin and the orthochromatic labelling condition was developed. Withthe thusly established methodology, the distribution of lignin across the fibre wall was clearly imaged. It was found that surface lignin concentration is about 2-4 times higher than bulk lignin concentration, and that high concentration of lignin was also found on the fibre lumen surfaces and pit borders.     

基于分形理论的土壤氡浓度矿化异常的分析方法:以湖南郴州金狮岭地区为例

土壤氡浓度分布具有双分形特征,其分维值分别为D1=0.079 4和D2=1.4654,分形临界值为2 167.7 Bq/m~3.低于临界值的分形其分维值D1很小,代表了区域背景分布,其背景值为1 088.16 Bq/m~3.高于临界值的分形其分维值D2显著增大,反映该区发生了较强的成矿作用的叠加.分形临界值可以作为异常下限值.金狮岭地区土壤氡浓度异常区分布范围较大,表明具有较好的成矿远景.     

随机可控递归分形树木模拟及实现

对树木的初始角度、有无后继树枝、树枝生长长度变化、树枝粗细等影响树枝最终形态的因素进行分析,形成控制参数。然后根据分形思想,使用递归算法,将控制参数加入到算法中。对不同参数单独变化得到的图像进行分析和验证,并生成了包含若干树木的树林,通过把树木设置成多种颜色,让树林显示出层次分明的形态。     

两弹性接触粗糙快速滑动表面温升的分形模型

采用球形微凸体的赫兹接触理论和MB模型,对微接触点的温升进行了分析,得到了快速滑动区域内的分形区域实际接触面积的温升概率分布密度、温升补充累积概率分布函数的封闭式表达式.分析结果说明:量纲一特定滑动区域的实际接触面积随量纲一最大Jaeger参数增加而单调减小.量纲一最大温升随分形维数增加而减小,但随分形粗糙度参数增加而增加.量纲一温升随分形维数增加而增加.当分形维数为1.5时,实际接触面积的温升概率分布密度等于在一个弹性微接触点面积上的温升概率分布密度,基于正八边形面积的近似解适当接近精确解.温升的补充累积概率分布函数随分形维数、滑动速度和量纲一分形粗糙度参数增加而增加.