分形多孔介质渗透率与孔隙度理论关系模型

基于多孔介质微观孔隙结构的分形特征、毛管模型和Poiseuille方程建立了计算分形多孔介质宏观物性参数渗透率与孔隙度的理论模型,给出了二者之间新的理论关系式.分形多孔介质宏观物性参数及其关系式是多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数的函数,不包含任何经验或实验常数.定量分析了多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数对分形多孔介质宏观物性参数及其关联式的影响.理论计算结果与实验结果存在较好的一致性,表明理论模型是有效的.     

基于图像识别的粉煤灰渗透率计算方法

为提高粉煤灰渗透率计算的准确性,利用显微数码成像技术和专业图像处理技术获取粉煤灰试件中孔隙和颗粒的直径、数量,并绘制得到孔隙和颗粒的频率直方图,通过最小二乘法,拟合得到孔隙指数分布函数和颗粒瑞利分布函数. 将孔隙和颗粒分为3个等级,计算得到其特征粒径,并按从小到大的顺序进行排列. 基于无放回摸球过程,采用Matlab编程模拟孔隙和颗粒在5倍最大颗粒当量圆直径的方格中随机排列,计算得到孔隙的连通率. 在此基础上,推导出考虑孔隙连通率的粉煤灰渗透率公式,与其他文献结果进行了比较和分析,吻合度很好,证明了本文方法的可行性.     

基于分形理论的多孔介质渗透率的研究

多孔介质渗透率的准确确定是多孔介质传热传质研究的一个重要组成部分 ,而传统的 Taylor公式对于不均匀多孔介质的预测效果很不理想。为此 ,利用实际多孔介质剖面图 ,系统研究了颗粒粒径分布分形维数 b、多孔介质孔隙面积分布分形维数 d和孔隙谱维数 ds,在综合考虑了多孔介质孔隙比、颗粒粒径及孔隙连通性的基础上对 Taylor公式进行了改进和发展 ,所提出的新公式在实际预测中相当精确可靠 ,较好地克服了多孔介质复杂多变的几何结构的影响     

粉煤灰颗粒图像处理及多重分形特征

为探究粉煤灰孔隙率计算方法及其孔隙多重分形特性,引入相似维数的概念推导其分形维数基本公式.通过对试样制作模具进行加工以控制击实度,配制一定含水率的粉煤灰试样.利用显微数码成像技术获取粉煤灰试样中孔隙和颗粒的直径、数量.选定4个不同深度截面及两个剖面的上下端作为观测面,借助体式显微镜进行不同倍数下的成像,以分析三维空间范围内的孔隙率变化规律;采用专业图像处理技术给出试样孔隙率.研究结果表明,粉煤灰试验的孔隙率沿深度方向有减小趋势,幅值变化约为30％,且其孔隙分布具有明显的多重分形特征.     

基于分形理论的福州市土地利用空间格局变化研究

以福州市为例,在遥感和GIS技术的支持下,运用分形理论对土地利用空间格局的变化进行了研究．首先对福州市1988年的TM和2004年的ASTER影像进行解译,然后利用分形模型,计算出1988年和2004年各个地类的分维数和稳定性指数,对土地利用空间格局变化进行了定量分析．结果表明：福州市各土地利用类型的分布具有分形结构,其中耕地、林地形态复杂程度上升,建设用地形状趋向简单化;水域一直比较稳定,耕地和林地稳定性都有不同程度的下降,建设用地稳定性从1988年的最不稳定变化到2004年的最稳定．     

分形理论及其应用

近20年来，分形的研究受到广泛的重视，其深刻的理论意义以及巨大的实用价值吸引着人们寻求其中可能存在的新规律和新特征．该文介绍了分形的概念、分形维数的计算方法、研究手段以及在各个领域的应用，着重阐述分形理论对科学的推动与冲击．     

分形理论与地理学的理论变革

分形理论开辟了地理研究的新方向。地理科学发展长期滞后的根本原因在于地理研究不能有效地利用形式逻辑方法和系统受控实验,分形几何学为地理学提供了全新的描述手段和模拟方式,从而弥补了传统地理研究工具的不足。分形理论的应用必将导致地理学的理论革命。     

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.     

分形理论和岩石破碎的分形研究

介绍了分形的基本概念和4种分维数的确定方法，探讨了岩石破碎过程中的分形特征，推导了岩石爆破块度分布和分形维数的关系式，并建立了分维数与爆破参数的关系，从而为爆破参数优化进行块度预报提供了科学依据，为岩石破碎理论的研究提供了新的途径。     

沥青混合料空隙的分形特性

沥青混合料作为一种非均质、多相和多层次的复合材料,空隙处于不规则、无序状态.其宏观行为所表现的不规则性、不确定性、模糊性、非线性等特征正是其微观结构复杂性的反映.但传统采用的基于欧几里得几何的简化分析方法不能很好地表征沥青混合料复杂微观结构的实际情况,为此尝试采用分形理论对其微观结构特性进行分析,并探讨了沥青混合料集料级配分维、空隙率以及空隙体积分维.     

Computation of fractal dimension of rock pores based on gray CT images

The characterization of pore structure in rocks is relevant in determining their various mechanical behaviors. Digital image processing methods integrated with fractal theory were applied to analyze images of rock slices obtained from industry CT, elucidating the characteristics of rock pore structure and the relationship between porosity and fractal dimensions. The gray values of pixels in CT images of rocks provide comprehensive results with respect to the attenuation coefficients of various materials in corresponding rock elements, and these values also reflect the effect of rock porosity at various scales. A segmentation threshold can be determined by inverse analysis based on the pore ratios that are measured experimentally, and subsequently binary images of rock pores can be obtained to study their topological structures. The fractal dimension of rock pore structure increases with an increase in rock pore ratio, and fractal dimensions might differ even if pore ratios are the same. The more complex the structure of a rock, the larger the fractal dimension becomes. The experimental studies have validated that fractal dimension calculated directly from gray CT images of rocks can give an effective complementary parameter to use alongside pore ratios and they can suitably represent the fractal characteristics of rock pores.     

废水生物处理颗粒污泥内三维孔隙结构研究——以厌氧氨氧化颗粒污泥为例

颗粒污泥的三维结构极大地影响其沉降性能和结构稳定性,但是目前缺乏对颗粒污泥内部三维结构、孔隙结构分布特征等在维持颗粒结构稳定性中的作用的研究。以厌氧氨氧化颗粒污泥为对象,采用同步辐射的X射线显微断层扫描成像技术扫描颗粒,通过Avizo软件对颗粒污泥进行三维重构,获得了颗粒污泥中孔径、孔隙的空间分布和分形维数,建立了颗粒污泥的孔隙网络模型,并计算颗粒污泥的绝对渗透率,为颗粒污泥系统在污水处理中的稳定高效应用提供理论依据。     

一种简化的分形压缩编码方法

分形编码是一种很有潜力的图像压缩算法,Jacquin在1989年提出了一种基于局部迭代函数系统（PIFS）,可以真正自动实现图像压缩算法——分形块编码算法,在此基础上形成了基本的分形编码方案．衡量一种压缩算法好坏的标准之一是该算法是否容易硬件实现,基本算法由于计算复杂,计算量大,硬件实现需要较多的资源．比例因子是该算法中的一个重要变量,本文给出了一种求比例因子的方法,该方法简化了求比例因子的计算,从整体上减小了基本分形算法的计算量．由于比例因子计算的简化与计算量的减小,该算法将会有利于分形压缩的硬件实现．     

储层砂岩孔隙分形性质的研究

根据统计特征体法测量分形维数的测试原理，用砂岩断面的扫描电镜图片半自动分析方法，对砂岩孔隙的分形维数和分形孔隙度进行了测试，得到了储层砂岩孔隙的分形性质与砂岩的成分、结构及成岩作用的关系。文章还对分形范围、分形维数、分形孔隙度及分形孔隙度与总孔隙度之比值作了评述     

混凝土中孔结构的分形维数研究

建立了分形模型来模拟水泥浆体的空间结构,在此基础上推导出了孔体积分形维数D 和孔隙率P,孔径分布的关系式;根据所得公式预测混凝土的孔体积分形维数D在0到3 之间,并且D 值随孔隙率减小和孔径分布范围变宽而增大.同时运用压呆法(MIP) 测定普通硅酸盐混凝土的孔结构,进行孔体积分形维数计算,发现孔体积分形维数与强度之间有比较好的相关性.     

一种计算图像分形维数的有效方法

摘 要: 分形维数是一个很有价值的特征,可用来描述粗糙的、具有自相似特征的图像。这些特征已经被用在纹理分割、图像压缩、形状分析以及其他方面。文中提出了一种有效的局部盒维数的计算方法,并用它来提取图像的局部分形特征。用人造图像和自然纹理图像做实验,把它与其他5种计算分形维数的方法比较,结果显示该方法既精确又有效。     

基于分形的人造目标与自然物体区别

提出一种基于物体分形特征的人造目标与自然物体的区分方法.该方法根据人造目标和自然物体的固有差异,将分形维数作为估计表面粗糙度的一个重要参数,结合“毯子”维算法来计算物体表面粗糙度.该算法快速、简单、有效.实验表明,人造目标的分形维数较低,自然目标的分形维数较高,用此算法计算物体分形维数区别人造目标和自然物体是可行的.     

分数维数的哲学启发

分形理论是全球科学家们的研究热点之一 ,在 2 0世纪的数学宝库中 ,分形理论以分形几何的角色出现 ,而分数维数是分形几何学在几何学中的新突破。因此研究分数维数是我们了解分形理论的关键。我们要从分形理论中获得启发也要先考察分数维数     

残余油微观分布定量化解释及孔隙微观结构变化研究

为进一步研究不同孔隙下残余油饱和度的分布状况,以及残余油对于孔隙微观结构的影响,利用压汞法进汞毛管力曲线计算岩心原始孔隙半径;结合退汞毛管力曲线建立了不同孔隙半径所对应的残余油饱和度计算方法。在此基础上,利用分形理论研究空白岩心及退汞饱和度下的分形维数变化。结果表明:孔隙半径处于1.1~5μm范围相对大孔隙的分形维数高于半径处于0.03~1.1μm范围内小孔隙的分形维数,大孔隙不规则性强于小孔隙;同时在残余油饱和度下,岩心微观孔隙分形维数基本保持恒定,为2.065左右;且进汞时小孔隙维数D-in2、退汞时维数D分别与最大进汞饱和度和退汞饱和度具有明显线性关系。可见,通过开展对孔隙当中微观残余油分布的研究,对今后从降低残余油饱和度角度进行提高采收率研究具有非常重要的学术价值。