超级分形雪花的生长运动学

以超级分形纤维的研究结果为基础, 探索了(6+1)分圆超级分形纤维(其横截面是一朵超级分形雪花)的生长运动学(或花样运动学). 研究表明, (1) 超级分形雪花遵循简单的直线生长模式. (2) 在给定的瞬间, 雪花生长的速度在空间上均匀分布; 在特定的空间点, 雪花生长的速度随时间不断下降. (3) 自相似比对超级分形雪花的生长运动学有决定性的影响: 当且仅当自相似比等于1/3时, 雪花的宏观生长速度等于微观生长速度, 宏观稠密度等于微观稠密度; 当自相似比小于1/3时, 雪花的微观生长速度大于宏观生长速度, 微观稠密度大于宏观稠密度; 当自相似比大于1/3时, 雪花的宏观生长速度大于微观生长速度, 宏观稠密度大于微观稠密度. 这些结果, 为我们理解大自然中复杂的分形生长现象提供了参考.     

Au/a-Ge双层膜分形晶化的TEM原位研究

对Au/a_Ge双层膜的分形晶化行为在透射电子显微镜 (TEM )中进行了原位观测 .实验证据表明 :分形生长过程中 ,潜热起着十分重要的作用 ,分形枝权的延伸发展 ,是沿着富Ge区连续晶化的结果 .Au ,Ge原子的短程互扩散也同时存在 ,但Au晶粒的聚集 ,抑制了a_Ge向分形区中的p_Ge团簇的扩散 .TEM原位观测的实验事实 ,可以用随机逐次成核 (RSN)模型予以阐明 ,但不排除扩散对分形形成的影响 ,两种机制同时作用于薄膜中的分形晶化 ,可能是分形形成的本质特征     

创造力的秘密

自然是怎样创新的?以发明扫描隧道显微镜(STM)而获得1986年诺贝尔物理奖的慕尼黑大学的格尔德·宾宁(Gern Binnig)解释道:世界上任何事物都处于一个产生和消失的分形过程,并在这个分形过程中进化,创造力就在这个进化中体现出来。就人的认识过程来说,就是认识事物的发展过程并找出其规律性。探索迄今未知的规律性是科学的主要任务之一。人在其生活和职业活动中试图确定可预     

分形与分形物理

分形物理研究的内容包括两方面:一是具有分形结构的晶格或物质的物理性能;另一是若干属于随机分形的物理现象。     

关于子分形的一个定理

近年来,由于各学科的广泛需要,人们对分形的研究产生了极大的兴趣。许多间题亟待解决,例如具有分数维数的点集(即分形)的子集是否仍具有相同分数维数的分形等。对此,我们进行了探讨,得到如下定理: 定理记分形E的一个子集为E_1,若E_1在E中稠密,则E_1是一个与E有相等的容量维的子分形。容量维定义为     

煤纳米孔径与分形特征的同步辐射小角散射

煤是一种非均质多孔介质,孔隙结构复杂.本文利用同步辐射小角散射试验对6种不同煤阶煤样纳米尺度微孔结构(1~100 nm)进行测试,分析了煤样的Porod散射曲线、Guinier散射曲线、孔径分布、比表面积和分形特征等,探讨了煤化过程中煤中微孔隙结构的演化特征.实验表明:6种煤样Porod散射曲线均呈现正偏离现象,Guinier曲线表明煤样孔隙呈多分散系分布特征;基于最大熵理论计算得出煤样孔径分布呈"双峰"形态,随变质程度增加,煤样平均孔径和最可几孔径均呈下降趋势;煤样比表面积表现为先增大后减小又缓慢增加.测试煤样的分维数在低角q阶段呈现表面分形,在高角q阶段表现为孔分形.表面分形维数随煤阶增加呈先减小后增加而后又减小的变化趋势,孔分形维数随煤阶增加呈先减小后增加的态势,且当R_(o,max)为2.07%时达最小值.     

金属沿晶断裂表面的随机分形分析

分形是Mandelbrot通过对许多形状复杂的不规则物体进行仔细观察和综合分析而提出的,金属断裂是裂纹以Z字形扩展的过程,断裂表面可以近似看作具有自相似性(小部分放大后与整体完全相同),近年来,分形在金属断裂表面定量分析中得到了广泛应用,建立了断裂表面分形维数与冲击能、撕裂能、回火脆性、断裂韧性、拉伸性能之间的关系,分形在金属断裂的理论分析中也得到了应用,龙期威提出了金属沿晶断裂的分形模型,并计算得出其分形维数为1.262,但这是在金属处于完全平衡状态下,即晶界(或相界)夹角为120°时得     

分形的若干理论进展

分形(fractal)概念的诞生,深化了人类对大自然的认识,诱发了一些新的科学生长点,揭示和解决了一些难题。目前,分形理论正向自然科学和社会科学各领域渗透。反过来,这些领域又向分形理论提出了许多新课题,使它引进了许多新概念。如多重分形、拉普拉斯分形、子波变换、熵函数和胖分形。这些,构成了当今分形理论的前沿和主流。     

分形理论在大分子科学及相关领域中的一些应用

分形(fractal)理论是一门年轻的正处于迅速发展中的新学科,被誉为当今非线性科学中的一颗灿烂明珠,与混沌学(Chaos)、孤波学(Soliton)同享盛誉。其影响范围和应用领域也在日益扩大。1991年,英国培格曼出版社创办了《混沌、孤子和分形》,1993年初新加坡世界科学出版社推出了《分形学》,这两个专业性的分形杂志的诞生无疑说明分形理论的发展是方兴未艾。与此同时,分形理论的应用也被大大拓展。它给生命科学和化学理论带来了新气象。国内外学者对分形在大分子科学及相关领域中的应用表现出浓厚兴趣,并有了许多实际行动。近年来,我们在这方面也做了一些工作,重点在于蛋白质的结构、酶催化动力学及仿酶模型物的设计上。     

金属表面的分维

近年,人们发现金属材料表面的几何结构与其物理性能有联系。许多金属材料表面具有分形的特征。对金属材料外貌分形的研究可了解其内部性质。又发现金属断裂表面的分形和断裂韧性有联系。因此分形已引起各方人士(尤其是材料工作者)的兴趣。段建中等在有中间相存在的Pd-Si合金膜中发现并计算了分维。结果表明,分维D_0(Hausdorff维)随Si组     

Pd/a-Ge双层膜中金属诱导晶化引起的分形

目前,分形的研究已成为国内外普遍关注的问题.对于金属/半导体二元薄膜体系,在金属诱导非晶半导体晶化的过程中,常常出现雪花状的分形结构.见诸文献的有关报道,多为没有化合物生成的金属、半导体共晶系统,例如Au/a-Ge(Si),Ag/a-Ge(Si)和Al/a-Ge(Si)等等.对于有化合物生成的金属/半导体薄膜体系,这种研究报道很少.段建中等曾在Pd/a-Si中发现了分形,分形出现的同时有多种硅化物产生.对于分形形成的机制,已建立了若干模型,其中扩散限制聚集(DLA)模型是很成功的,但DLA模型难以解释金属/半导体二元薄膜体系中分形的成因.吴自勤教授等根据薄膜体系中分形晶化的微观结构观测,提出了由温度场控制的随机逐次成核(RSN)模型,在解释薄膜的分形晶化时十分令人满意.为     

分形粒度分布有限颗粒体系模型

分形粒度分布(fractal size distribution,FSD)满足标度律N(>d)∝d~(-D) (0d)为粒度大于d的颗粒数目,幂指数D为分布分形维数。满足式(1)的颗粒体系普遍存在,月坑、小行星的直径分布是最典型的     

复杂生理信号的多重分形质量指数谱分析

生理信号属于非稳态的时变信号. 因此, 非线性分析方法能更好地揭示其特性与机理. 已有研究表明, 由复杂自调节系统产生的生理信号具有分形结构. 提出一种新的多重分形复杂度检测方法——质量指数谱分析, 着重刻画谱曲线的整体弯曲程度, 揭示分形结构复杂性. 方法描述了该谱曲线上所有相邻点对应分形维数差异的非线性叠加, 解决原有参数无法充分反映信号分形结构全部子集信息的不足. 用确定性分形系统Cantor集进行检验, 完全可以区分不同复杂程度的混沌序列, 并不受信号非平稳性及噪声干扰影响. 通过对人体心率变异性(HRV)信号和睡眠脑电(sleep EEG)信号统计分析, 可有效判别处于不同生理和病理状态的人群, 在运算速度和准确性上均比传统参数有一定提高. 该研究能够为临床应用提供有价值的信息.     

分形生长中的动力学标度

自然界中存在许多分形生长现象。人们用盒计数法、ｓａｎｄｂｏｘ法、密度-密度相关函数法和回转半径法等来测量分形聚集体的分形维数,以表征它们的长度标度(或几何标度)。然而,这些分形生长都是非平衡的时间演化过程。故对分形生长的动力学行为进行研究,无疑是十分有意义...     

第二届全国分形理论及应用学术讨论会

第二届全国分形理论及应用学术讨论会于1991年11月11日至13日在武汉华中理工大学举行。与会代表138人。收到论文140余篇。这些论文反映了我国学者在分形的数学理论(如分形导数、分形逼近与插值等)     

漫画欣赏

呸,什么人把方向盘设置得这么低(马恒超)美容(夏明)宠物(马恒超)球迷(夏明)哇,这个警察还真人性化(马恒超)拉力赛(马恒超)本栏征求有知识性和益智性且风趣幽默的原创漫画,拒绝抄袭。请热心的读者朋友不吝赐稿,以公诸同好。编辑部信箱:zsjsll@263.net——编者漫画欣赏@马恒超 @夏明~~     

应用分形理论划分洪水分期的两种新途径

分析了水文现象的随机性、非线性、确定性和相似性, 在一定尺度范围内(如年内季节间)洪水表现出自相似性等分形特性, 以此作为应用分形理论的论据. 提出了用分形理论划分洪水分期的两种新途径: 按时间尺度容量维和空间尺度相似维划分洪水分期, 给出了两种分形维数测度具体步骤. 并以漳河水库历年汛期日最大流量为研究系列样本, 结果表明: 无论是用容量维数途径, 还是用相似维数途径划分的洪水分期一致, 且与经验统计方法划分的洪水分期基本一致, 但两种分形维数途径比经验统计方法划分洪水分期具有定量、客观计算简便等明显优点, 有利于在生产实际中推广应用.     

关于分形维数计算的两种方法

本文分别利用广义体积和多分形自由能两种方法计算分形维数,其结果均与原来结果一致. 1.利用广义体积计算分形维数 把三维空间中的单位正方体的边长分别划为i,j,k等分,设所得小长方体的边长和体积为r_(i1),r_(i1),r_(k1)和v_1     

电磁波在介质分形表面的散射特性

1带限分形函数经典的几何学都是以规则而光滑的几何形状为其研究对象,而对于一些极不规则和极不光滑但又具有“自相似性”特征的对象,即分形结构,近期发展起来的分形(fractal)几何学为该类对象的研究提供了有力的帮助.所谓“自相似性”就是局部的形态与整体的形态相似,或者说,在每一个放大的级别上,这些曲线形状都是相似的.大量事实证明,分形现象在自然界中广泛存在着、本文定义并利用一带限分形函数来模拟介质粗糙表面,从而通过控制该函数的某些参量而达到模拟不同介质粗糙度表面的目的,并对各种情况下的散射系数进行观察和分析.下面给出带限分形函数(以下简称分形函数)的表达式     

16导脑电信号分形强度的交叉分布

通过分析人闭目觉醒时的16导脑电信号(EEG)的多重分形特性, 发现人脑16导EEG信号具有不同强度的分形特性且存在稳定的分布现象, 强弱分布表现为在人脑的左右对应区域强弱相对、同侧相邻区域强弱交叉; 顶区、额区、前颞区、后颞区的左右对应区信号的分形强度左强右弱, 且左右差别较大; 在枕区、中央区、前额、中颞区分形强度右强左弱, 且左右差值较小. 通过对40名病人和10名健康人的分析和对比, 病人组和健康组的对应导联信号的多重分形强度虽然不同, 但其强弱分布的关系是不变的. 同一导联信号相比, 精神分裂症和抑郁症病人各导信号的多重分形强度大于健康人, 这表明人脑EEG信号的多重分形强度在诊断人脑非正常状态有潜在的应用价值.