RIKEN介观器件腔中粒子逃逸曲线的无标度区研究

RIKEN介观器件腔中的粒子逃逸曲线存在混沌性质,是研究分形及自相似结构的理想模型。本文通过对混沌逃逸曲线及无标度区的研究,发现自相似结构并用相似比进行了定义。通过不同自相似结构的对比,发现同一无标度区内相似比具有恒定性,并得到了相似比与分形维数的线性关系。该研究使相似比成为定量描述无标度区以及混沌性质的手段,为混沌性质的表征提供了新的方法。     

纳米材料中的分形研究及人文思考

简要介绍了分形理论的发展及核心内容,阐述了纳米材料的分形结构、纳米结构的分形生长、纳米结构形成的自组织性等分形现象在纳米材料领域中的具体体现.从纳米材料领域中存在的分形现象入手,探讨这些现象背后所蕴含的哲学思想,从万物之"形"、万物之"道"、万物之"序"三方面展开分析,形成对人与自然关系的新认识,获取一定的人文启示.     

基于广义维数与优化BP神经网络的刀具磨损量预测

根据多重分形理论,采用改进的盒计数法计算了切削加工过程中声发射(AE)信号的广义分形维数,得到了不同刀具磨损状态下AE信号的广义维数谱,分析了广义维数与刀具磨损量之间的关系.以广义分形维数以及切削加工参数为特征,进行归一化处理后作为BP神经网络输入向量;采用遗传学算法,对BP神经网络的初始权值和阈值进行了优化,利用优化后的神经网络对刀具磨损量进行预测.测试结果表明,该方法可以较精确地预测刀具磨损量,平均预测误差为001mm.     

油藏近井地带油水两相径向渗流特征

实际油藏中近井地带渗流为平面径向流,首先建立了二维两相径向渗流方程,得到了相对渗透率比值与流体饱和度关系解析解,然后设计了平面径向渗流实验,并用该解析解对渗流特征进行了分析,并与常规JBN处理结果进行了比照,得到近井地带油水径向渗流新特征.研究结果表明,建立的解析模型,能表征近井地带油水相渗关系,并且平面径向流模型试验结果说明,在近井地带,相对渗透率比值与流体饱和度呈直线关系对应的饱和度区间变小,油水在渗流中呈现出更为复杂的渗流关系,以非线性作用为主.     

平行板电极喷射电沉积中枝晶分形生长的研究

将分形几何与电化学原理相结合,通过改进的有限扩散凝聚模型(Diffusion-Limited Aggregation,DLA),采用基于Microsoft Visual C++ 6.0编程对平行板电极为阴极进行二维电沉积时沉积产物的形貌进行了模拟。以平行板金属镍为阳极,石墨板为阴极,用自行设计的试验设备,采用平行板电极喷射电沉积的方法,制备了二维的金属镍枝晶以验证模拟结果,结果表明,镍沉积层的形貌特征为具有分形结构的枝晶,这与采用DLA模型模拟所得的平行板电极二维枝晶形貌具有相似性,表明该模型对平行板电极电沉积的试验研究具有很好的指导意义。     

Identification of the deposited layers in landslides reservoir and investigation of the sediment yields during the later sixteenth century on the Hill Loess Plateau,China

There are many sediment trapping reservoirs in the Hill Loess Plateau. The Huangtuwa small catchment is selected as a research field where samples were collected in a sediment deposit profile with a vertical length of 12.73 m. By the variation of fine particle content and pollen concentration, 54 flood couples were identified. Taking the freeze-thawing disturbed texture as the sign of the latest flood couple in a year, it is ascertained that those 54 floods should happen in 31 years. Using pyramid volume calculation formula, the sediment yields of flood ranged between 716-30376 t· km^-2, The average sediment yield was 7106 t· km^-2, The annual sediment yields varied between 968-55579 t· （km^2· a）^-1, and the average value is 12629 t· （km^2· a）^-1. Compared with the modern annual sediment discharge of the Huaining River, the erosion rate in the Huangtuwa region 450 years ago was similar to the modern erosion rate. In the period from the 27th year to the 31st year, the average annual sediment yield increased sharply to 31309 t· （km^2· a）^-1. It implied that re-reclamation of the abandoned land in the catchment since the landslide disaster, where vegetation had rehabilitated already, caused very severe soil erosion in the catchment.     

应用正交积分变换求解有界双重介质模型

根据有界双重介质试井模型的特点,建立了外边界定压和外边界封闭2种情形下的特征值问题,求出了相应的特征值和特征函数,定义了油层压力关于空间变量的正交积分变换．对试井模型施行正交积分变换并根据特征函数系的完备正交性和矩阵微分方程理论,获得了油层压力分布以及井底压力、压力导数的实空间解析解（无穷级数形式）．与Stehfest数值反演法结果进行比较,验证了本文方法的有效性,进一步补充、完善了试井分析理论．     

改进的重标度极差法用于人体步态信号的动力学探测

作为人体输出生理信号之一的步态信号通常呈现一定的分形结构,具有明显的非线性特征,如何准确地探测到人体运动控制这一复杂生理系统的动力学特征具有重要的现实意义.本文通过一种改进的重标度极差法准确地捕捉到了不同自由行走速度下人体步态信号的动力学分形特征,而将原始步态时间间隔序列随机打乱顺序,获得的新序列则呈现出明显的随机性;通过与按节拍器产生的三种对应行走速率下的步态信号进行分析和比较后发现:正常健康人体输出的步态信号呈现出长程正相关性,而按节拍器节律获得的步态信号则长程正相关性减弱甚至消失,证明了人体运动控制系统调控输出步态信号的重要性.步态信号的动力学分形特性是健康人体的固有特征,具有很强的鲁棒性.缩短步态时间间隔序列长度后分析,该方法依然能够有效地探测到正常健康人体步态信号的动力学特征,并且算法简单可靠、运算快速、参数敏感、抗干扰能力强,研究结果对于人体运动控制系统的建模以及量化步态信号动力学的生理状态具有一定的应用价值.     

机织织物渗透率张量的分形分析

对机织织物的渗透率张量作了详细的理论分析,得到其渗透率的二阶张量形式,然后进一步理论推导得到其扩散系数张量,并且给出了渗透率与扩散系数的关系。最后通过实验得到水平方向的扩散系数,实验结果表明理论推导是准确的。     

延迟反馈法控制带有参数的Sprott N混沌系统

利用非线性动力学理论,讨论了带有参数的Sprott N系统的混沌特性.利用数值方法得到系统在参数取不同值时的混沌吸引子和周期态.在β∈[1.8,2.5]区间,运用全局分岔图、Lyapunov指数谱、分维数谱和庞加莱截面图准确地表征了系统在此区间内丰富的非线性行为.通过局部放大的全局分岔图,发现系统发生了倒倍周期分岔和三周期现象.最后应用延迟反馈法对系统的混沌运动进行了控制,使系统的混沌运动控制到稳定的周期运动状态.