絮体生长模拟及其分形特性的研究进展

絮体的形态学研究是当今热点,本文便对近些年混凝过程的分形理论研究进行了概述.由于混凝中絮体的形成是一个随机碰撞——结合过程,由初时粒子碰撞结合逐步长大,决定了它在一定范围内是具有分形的两个重要特征:自相似性和标度不变性,也就是说絮体也是一个分形结构.     

水中泥沙颗粒聚集的二维数值模拟——单体凝聚模型

泥沙颗粒聚集形成絮体是高浊度水混凝处理过程中的中心问题.采用单体凝聚模型在二维空间内对泥沙絮体的生长过程进行了数值模拟,并运用分形理论对模拟絮体进行了性质分析,得到了粘附概率、粘附位置、运动路径和颗粒数量等因素的影响规律.研究结果表明,数值模拟能够成功用于水中泥沙颗粒聚集过程的研究;准确控制一些试验研究中无法考察的影响参数,是对水中泥沙颗粒聚集过程研究技术的有效补充和新的研究途径.     

分形理论在混凝中的应用

介绍了分形理论基本要点,探讨了分形理论在混凝形态学和絮凝动力学中的应用,论述了在经典Smoluchowski方程基础上引入分形维数建立的聚合分形球体模型及其基本方程,探讨了水量、反应时间、搅拌速率、pH值、混凝剂投加量、助凝剂投加量对分形维数值的影响,     

水处理絮凝过程动力学的分形成长模型

为探究絮凝体微观形态结构、混凝机理及动力学过程,分析了传统絮凝模型的假设与试验结果相矛盾的问题,阐述了絮凝体分形生长模型、絮凝动力学模型和分形絮凝体破碎模型等典型絮凝分形模型的特点与应用条件.絮凝体分形生长模型是研究形成结构致密絮凝体途径的基础;絮凝动力学模型的研究使颗粒碰撞频率函数更适于数值模拟;絮凝体破碎模型对混凝工艺运行条件控制,以及絮凝剂优选和絮凝设备优化等有实际指导意义.絮凝模型拓展研究应以定量描述絮凝体的形态和结构为重点.     

新型聚硅硫酸铁铝处理废水的絮体分形研究

应用分形理论研究分析PFASSi及与PAM复合处理废水时生成的絮体的形成、生长和不规则程度,生成的絮体分形维数为1.53～1.65或1.55～1.73;解释了混凝过程的吸附架桥、沉淀网捕作用机理和气浮过程的凝聚、絮粒与气泡粘附及上浮作用机理.     

无机絮凝剂的混凝机理研究

在混凝机理的基础上,提出了无机絮凝剂的混凝物理模型,并得到试验证明.在宏观上,定义混凝过程为混合、凝聚和絮凝3个阶段.虽然实际混凝过程没有严格区分,但试验证明了无机絮凝剂的混合和凝聚几乎是在同一阶段完成,并且要求较弱的搅拌强度.前期对混凝机理的研究偏重于碰撞机理和速度梯度理论,但实际应用中的网格混凝不能吻合.无机混凝剂由于其水解过程的复杂性,在工业使用中对混凝的效果有较明显的影响.试验证明上述混凝定义及其物理模型有其正确性和指导性.对混凝过程亚微观角度上的定义及其物理模型的提出,不但得到了试验证明,而且更有利于今后我们对混凝机理进行更详尽的研究.图4,表4,参10.     

分形理论及其在生命科学中的应用

生命现象从微观到宏观的各个层次,都存在着分形现象.分形理论已在生命科学领域得到了广泛的应用.本文介绍了分形、分形维数的基本概念,综述了分形理论在生物学中的应用,并对分形理论在生命科学领域中的应用前景进行了展望.     

分形图形在纹织CAD中的应用

主要探讨分形技术在纹织CAD中的应用.借助计算机可视化技术,研究开发纺织图形的数字化设计系统,并将其应用到纹织CAD系统中,开拓了花型设计的思路,为分形理论应用于实际进行了成功的尝试.该文简要介绍分形理论及分形图形在纺织纹样设计中的应用,重点讨论分形图形的优化处理及通过纹织CAD技术在织物上的再现过程,利用分形程序设计分形图形,经过优化处理将其作为纹织纹样使用,并结合现有的纹织CAD技术,实现分形艺术在纺织品上的再现.     

分形理论应用研究若干问题及现状与前景分析

讨论了分形理论中几个主要的理论分支即分形维数计算、分形插值、分数布朗运动、分形测度、幂指数分布、自相似性与标度不变性在各种实际研究领域中的应用,描述了这几个理论分支的数学模型,及在关联学科中的应用.指出了分形理论应用研究目前主要还是以上述几个理论分支为基础,应用于计算机图形学、数据处理、物理学、化学、生物学、地质统计和矿产预测等领域,提出未来分形应用的发展前景将以多重分形、分形动力学、统计分形和随机分形等为主要理论基础的观点.     

定位图像分维算法的计算机研究

通过对3种方法计算结果的分析,验证了计算图像分形维数的基本理论,进一步研究了分形理论在遥感图像中的应用.     

基于絮凝体分形控制的絮凝动力学指标研究

针对目前絮凝工艺的动力学控制指标和絮凝体形态学研究的不足,基于分形理论,应用分形维数描述絮凝体的形成和成长,进行了絮凝动力学指标的研究.利用数学分析方法,推求絮凝体的密度和强度的表达式,得出絮凝体的密度和强度是分形维数的函数,同时絮凝体的强度与水体的能耗成反比.通过量纲分析方法,得出絮凝体分形维数是能耗GT与剪切强度Fr的函数,进而确立絮凝动力学控制指标为G、GT和Fr,以期为工艺设计和运行提供了科学依据,为实际工程应用提供了合理的指导.通过形态学和动力学两方面的研究表明,高效的絮凝过程需要控制一定的G、GT和Fr的递减梯度,并保证絮凝体达到一定的分形维数Df.     

Fractal characteristics of particle size distribution in dynamic flocculation process

This study selected polyaluminum chloride(PAC) coagulant to remove suspended particles in Kaolin suspension solution and used a turbidimeter and particle counter to monitor the flocculation process online and collected the experiment data. The experiments were conducted to study the dynamic distribution characteristics of suspended particles under different hydrodynamic conditions. The results show the self-similarity and scale invariance of particle size distribution. The study further proposed the concept of fractal dimension of particle size distribution and found out that fractal dimension changed in a similar way as residual turbidity did and could excellently indicate the variation of coagulation effect. Therefore, fractal dimension could be adopted to optimize the addition of coagulants and the quality of outflow could be further improved to reduce production costs.     

弱分形渗流及其临界概率

在对任意的 ｍ ， Ａ０ 为 ｍ － ｇｏｏｄ 的意义下建立了一个弱分形渗流模型，且由弱分形渗流模型产生过程的自相似性， 给出了其对应的临界概率的值     

混凝-生物接触氧化处理粉丝生产废水的实验研究

以粉丝厂生产废水为研究对象，首先进行混凝试验，确定回收蛋白的最佳混凝剂为PA2型液体混凝剂，使蛋白回收率为目前部分厂家经过简单沉淀处理的13％提高了五倍到达66％左右，同时测定不同PH值对回收率的影响，通过混凝处理使废水的COD值由10000－12000MG／L下降至1500－2000MG／L。然后，采用生物接触氧化法对混凝处理后的废水进行试验研究，证明该生物处理法的可行性，并对不同水力停留时间下的容积负荷COD的去处率进行测定。     

大隆煤升温氧化时煤表面的介观特性

采用内置样品电加热装置的原子力显微镜对低温氧化过程大隆矿-390 m煤样表面形态进行实验观测,得到不同氧化温度下煤表面形态特征.根据分形理论的功率谱密度法计算煤表面的分形维数,并进行了分析.结果表明,不同氧化温度下煤表面的分形维数值都在2～3,煤低温氧化过程符合一定的分形规律,随着氧化温度的增加,表面分形维数呈增大趋势,表明分形维数的大小可以反映煤氧化的不同程度.而采用原子力显微镜结合分形理论研究煤自燃氧化的微观结构的变化是一个新的研究途径.     

分形在超细微粒粒度测试中的应用

提出了用分形理论来建立微粒布朗运动特征模型的设想，并从理论上阐明了它的有效性。在此基础上进行分析，得到了模型的分形特征和微粒尺寸参数间的关系。结合图象信号处理技术，可从计算的分形维值中获取粒度信息，进而可得到一种超继微粒粒度测试的方法。     

股票价格的一种线性分形预测方法

主要研究股票价格的变化规律及对其未来价格的预测方法．通过对股票市场价格进行小波分析,发现股票价格的变化服从自相似性,并且满足某种拟周期性．而自相似是分形的一个重要特征,就可将股票价格的变化作为分形来进行研究．利用这一结论,找出了股票价格变化的线性分形插值函数,并提出一种线性分形预测方法来对股票价格进行预测．在数值试验中,对四川长虹的股票价格进行了分析,利用上述线性分形预测方法进行预测,得到了一些令人满意的结果,说明该方法是可行的．     

分形结构及尺度对粒子扩散行为的影响

土壤污染对人体健康和生态环境会产生极大危害.探明污染物扩散机理,准确预测污染物在土壤中的输运过程是高效控制和修复的前提.已有研究表明,土壤结构及尺度差异对污染物输运行为具有明显影响.为定量分析上述差异对预测结果的影响,在建立单块Sierpinski分形地毯模型的基础上,构建了四块拼接Sierpinski分形地毯模型模拟土壤结构,分别探究了分形结构和空间尺度对粒子扩散行为的影响,重点讨论了分形结构的边界效应问题.通过粒子在两种分形结构中的随机行走过程分析,得到了不同分形结构中粒子的空间位移、密度分布及粒子运动的统计均方位移与时间的关系.数值模拟结果表明,在尺度较小的单块分形结构中,当粒子的扩散过程未受到边界效应影响时,其扩散行为呈现次扩散现象;当粒子的扩散过程受到边界效应影响时,粒子的扩散行为在短时间内发生明显变化,由次扩散过渡为正常扩散.而在尺度较大的拼接分形结构中,边界效应对粒子的扩散过程没有明显影响,扩散行为在相当长的时间内保持稳定,呈次扩散现象.