分形集的几何性质研究

本文讨论了分形集的稠密性、可切性、自相似性、自仿射性以及多重分形等几何性质．     

图象自相似性测度算法的研究比较

图象的自相似性测度可作为图象识别和图象压缩的重要特征参量.分形几何图形具有自相似性和递归性,分形维数自然成为有效的自相似性测度.基于目前常用的有效的计算图象分形维数算法,其中包括"毯子"法、"盒子"法、"分数布朗随机场模型"法和各种改进算法,对各种方法的计算量、适用范围进行了研究比较.     

分形思想在线性代数教学中的应用

研究了分形自相似性在线性代数教学中的应用.以按行(列)展开计算行列式和利用初等行变换计算矩阵的秩为例,分析了其中所渗透的分形自相似性理论,进而说明分形自相似性的思想如何融入到线性代数的教学实践.     

分形理论的发展与科技和社会的进步

一、分形理论的产生 分形理论始创立于70年代中期,创立伊始就引起人们极大的兴趣,与耗散结构、混沌并称为70年代科学史上的三大发现.作为一门独立的学科,该理论只有大约30多年的历史."分形"学科的诞生通常以曼德布罗特于1967年在《科学》杂志上发表的一篇题为"英国的海岸线有多长?统计自相似性与分数维数"的论文作为标志,其后曼德布罗特在他的两本经典著作《分形:形状、机遇与维数》和《自然界的分形几何学》中,第一次创造了fractal这个英文词,并提出了分形的三要素,即构形、机遇和维数,标志了分形理论的正式诞生.     

东北地区铁路交通网络分形结构特征研究

以整个东北地区(不包含蒙东地区)为研究区域,利用分形理论的半径维数和分枝维数测算方法以及地理网络空间分析来测度东北地区铁路交通网络的密度变化与复杂性量度的特征,具体包括了网络密度、连结度,以及各个城市的铁路网络通达度等.并以此来分析东北地区铁路交通网络的分布情况.对城市进行分类对比分析.研究显示在研究区范围内拟合较高,表明分形理论适用于东北地区铁路交通网络.通过对东北地区铁路交通的分形研究得出该区域内铁路交通的分布与个别城市职能存在差异性和不合理性.     

基于集合与随机分形的雕刻图形创成机理的研究

提出了用集合分形与随机分形这两种分形方法来创成复杂的雕刻图形,通过控制分形原始模型、分形规则、变换规则或映射规则等,便可实现对雕刻图形的控制.利用映射方法可将二维平面雕刻图形映射到三维雕刻基体甚至更复杂的雕刻基体上,以雕刻出三维以上的雕刻图形.     

Riemann-Liouville分数阶微积分的定义及其性质

作为微积分理论的发展,分数阶微积分的概念早已提出,实际应用的介入为它注入了新的生机.分数阶微积分成为研究分数阶微分方程,分形函数的有力工具,它被应用于分形集合、分形函数、分形PDE、函数空间等领域,近年来分数阶微积分被广泛的应用到建立各种数学模型.     

基于Higuchi分析的武术运动员姿势平衡性评估方法

为了准确评估武术运动员对特定动作姿势控制的平衡性,提出了一种基于Higuchi分形维数分析的平衡性评估方法 .首先,通过力测试平台获得运动员做出特定动作时的足底压力中心(COP)数据,构建一个时间序列.然后,通过Higuchi算法计算该时间序列在自前而后和自内而外两个方向上的分形维数(FD).最后,根据分形维数值来评估动作姿态的平衡性.专业和业余运动员的对比实验结果表明,该方法比传统方法能更准确地反映动作的平衡性.     

基于地质成因的砂岩储层微观孔隙结构分形特征分析

为查明储层微观特征与地质成因之间的联系,利用压汞、扫描电镜、铸体薄片、孔渗分析等资料,研究了松辽盆地大庆长垣不同渗透性砂岩储层的微观分形特征,并结合储层岩石学、成岩作用、次生孔隙的发育情况等分析了地质成因.研究表明:微观孔隙分形维数随储层渗透率降低而增大,反映孔隙复杂程度增加;中高渗储层孔隙分布在分形特征方面表现为二段式,大小孔喉分维数差异较大;低渗储层分形特征表现为一段式.从沉积过程看,储层物性越好,形成的大孔和小孔复杂程度差异越大,且大孔复杂程度高于小孔.从成岩过程看,大孔喉以溶蚀作用为主,小孔喉的胶结作用、压实作用均较强.高渗储层受沉积作用影响大,分形维数较小;低渗储层受成岩作用影响大,分形维数较大.该研究从成因上解释了不同渗透性储层微观特征的差异,对利用分形特征恢复地质信息具有一定指导意义.     

图象自相似性测算法的研究比较

图象的自相似性测度可作为图象识别和图象压缩的重要特下参量，分形几何图形具有自相似性和递归法，分形维数自然成为有效的自相似性测度。基于目前常用的有效的计算图象分形维数算法，其中包括“毯子”法、“盒子”法，“分数布朗随机场模型”法和各种改进算法，对各种方法的计算量，适用范围进行了研究比较。     

实际分形体维数计算中的不确定性

本文研究了实验中发现的一类实际分形体维数计算中的不确定性问题，指出产生其分维不确定性的根本原因在于实际分形体自相似结构的有限层次性，并且在理论上给子了证明.     

霜层生长初期冰晶体结构实验研究及分形分析

通过自行研制的图像放大及采集系统,对霜层生长初期冰晶体的形态进行了显微观测,得到了不同生长条件下冰晶体的图像.随后采用数字图像处理的方法,将原图像转换为二值图,并使用计盒维数的方法对图像进行了分形分析.结果表明,充分发展的树枝状冰晶体在一定的尺度范围内具有分形特征,并求得其分形维数;而尚未充分生长的冰晶体则不具有分形特征.最后讨论了分形维数在研究霜层生长过程中的意义,为建立更加符合实际情况的霜层生长模型提供了基础.     

基于CT图像分维估算的沥青混凝土损伤演化研究

在对沥青路面芯样进行轴向压缩疲劳试验时,结合CT扫描技术拍摄了不同疲劳阶段下沥青混凝土的细观结构图像,综合应用图像分析技术和分形理论,估算了细观结构图像的分形维数,并简要分析了沥青混凝土材料的细观结构演化特征.结果表明,定义的分形维数随着损伤的演化发展逐渐增加,可将细观结构分维值作为研究沥青混凝土细观缺陷演化的定量指标.     

双层分形微带贴片天线

给出一种双层分形微带贴片天线,天线的馈电元和寄生元都进行了Minkowski分形处理,研究了单元分形迭代次数和凹入宽度(indentationwidth)对天线谐振频率的影响.加工并测试了试验天线,计算与实验结果吻合较好.结果表明,该新设计比常规矩形贴片天线尺寸小,并具有较宽的工作带宽和二维对称性,适合于双极化天线应用.     

分形理论在土地利用类型研究中的应用

以济南市历城区孙村镇为例,运用分形理论对土地利用类型的分布是否具有分形结构进行了分析.结果表明:孙村镇各土地类型的分布具有分形结构,其中独立工矿用地、农村居民点、水浇地、果园、城镇建设用地、荒草地的分维值偏离随机运动值(1.500)较大,说明这6种土地利用类型处于一种相对稳定的状态,比较接近规则体;而交通用地、旱地偏离随机运动值较小,说明这2种土地利用类型受该区域自然地理条件的影响;交通用地、旱地的布局较复杂且不稳定.这一结论为定量地量度土地利用是否合理、科学找到了一个全新的定量化指标或参考参数.     

缺陷局域温度场分形特征的初步研究

本文对含缺陷物体破坏过程中的热耗散进行了深入的实验研究和初步的理论分析，结果表明，缺陷演化过程中因热耗散而形成的缺陷局域温度具有分形特性，其分形维数是时间的函数。     

PAN基炭纤维微孔结构的研究

对不同炭化温度的PAN基炭纤维的小角X射线散射强度进行测试.基于小角X射线散射理论,利用逐级切线法和材料分形理论中的散射强度法,分别计算PAN基炭纤维内微孔大小、体积分数及微孔表面分形维数.给出了不同炭化温度PAN基炭纤维的微孔大小、体积分数、微孔表面分形维数的定量表征及其随炭化温度的变化规律.     

分形在钻头磨损切削力特征提取中的应用

针对钻削过程切削力的变化特点,提出一种用分维数描述信号复杂性的新方法.从工程应用角度介绍了离散时间序列盒维数和信息维数的计算方法,通过对三种仿真信号分维数的计算,揭示出分维数与信号复杂程度之间的内在联系,并通过实验研究了刀具在整个磨损历程中切削力信号分维数的变化规律.结果表明:随着钻头磨损的增加,切削力信号分维数呈下降趋势,运用切削力信号的分维数特征可有效实现钻头磨损状态的监测.     

小波分形图像压缩研究

对小波分形的图像压缩进行研究 ,并提出一种FCLWD图像压缩码方法 .方法在小波域进行图像子树的分形匹配 ,并利用小波子树的相似性引入提升模式 .发挥了小波变换WT和Fractal的优点 ,在实践中收效良好 .