基于EMD和Multi-fractal spectrum的BP水机故障诊断

为了准确判断水轮机组的故障,提高水轮机组诊断的精确性,建立了EMD-Multi-fractal spectrum和改进BP神经网络相结合的机组振动故障诊断模型.选取水轮发电机组不同工况下的轴系正常、轴承油膜涡动、转子部件不平衡、转子不对中等状态,采集各状态下的振动信号.经过经验模态分解得到振动信号波各种故障信号的EMD分量,根据信号波形趋势图由EMD系数提取出波形样本,再由多重分形谱算法提取波形样本的特征值alpha(q),f(q),将该特征向量作为BP神经网络的输入进行分类识别.将训练好的神经网络应用于全部样本,得到测试正确率为100%.该模型用波形提取信号特征代替了传统的频谱特性,并结合先进的多重分形谱进行诊断识别,为水轮发电机组故障诊断提供了一种新的思路.应用信号采集于水电厂运行的水轮机,根据诊断的结果对轴系各个部件进行局部校正,通过检测发现振动和摆度都大大减弱.该方法提高了检测精度,增强了人机交互性,具有重要的理论意义和实用价值.

区域人居单元的概念、机制与特征

中国传统人居环境具有城乡连续一体的特征,表现为“城镇—乡村—田野”的连续空间谱系。中国在经历了城乡二元发展之后,进入了“城乡中国”的区域一体化阶段。面向区域城市化的外部趋势,基于“城乡中国”的本土背景,提出“区域人居单元”概念,从文化地理学视角分析区域人居单元的驱动因子和形成机制,围绕单元系统、单元区划、风貌特色,揭示区域人居单元的基本特征,该概念可以为区域国土空间设计明确具体的实践对象,在区域尺度上为解决“千城一面”问题提供思路。

混凝土单轴压缩破碎分形研究

针对混凝土单轴压缩破碎后的分形特征进行了研究。依据Turcotte研究成果,对混凝土破碎分形维数进行了定量计算。分析了粗骨料粒径、试样形状对混凝土破碎分形维数的影响,探讨了抗压强度、峰值应变、单位体积吸收能、脆性指标与破碎分形维数的关系。结果表明:混凝土单轴压缩破坏后的碎块分布具有分形特征;单轴压缩破碎分形维数随粗骨料粒径的增大呈下降趋势,随混凝土抗压强度的提高呈增大趋势,随峰值应变的提高、单位体积吸收能的增加、脆性指标的减小而增大;圆柱体试样的破碎分形维数与同粒径的棱柱体试样相比呈降低趋势。

分形理论在供应链构建及运作模型中的应用

利用分形理论构建了具有自相似、自组织、自优化功能的分形供应链 ,研究了其构建及运作模型 。

利用储集层非均质性分维模型研究流动单元

针对流动单元的划分方法提出了一套利用非均质性分维模型定量研究陆相储集层流动单元的方法和流程。该方法利用储集层非均质性分维模型有效地划分储集层宏观流动单元和微观流动单元,并为二者的划分提供参数依据;在储集层沉积微相研究和层组逐级细分对比的基础上,从取芯井入手,通过聚类分析优选参数,建立储集层非均质性分维模型,应用聚类和判别分析,划分流动单元类型,应用储集层随机建模中的分形随机模拟方法预测河流—三角洲沉积储集层井间流动单元,从而定量研究流动单元的空间展布,效果较为理想。

基于大物流分形的X方物流结构与优化

本文认为,大物流存在自相似嵌套式PMF分形结构,分形单元的集合便构成了X方物流,这是其形成的内在本质和规律;大物流环境特别是企业与客户关系的深刻变革,供应链中各方主体物流业务活动向对方领域不断扩展和渗透,从而形成了多方物流(XPMF)自治与合作的情形,这是X方物流形成的外在需求动力。文章提出,X方物流通过分形单元在其活动空间的调整和重构,建立自组织和自优化机制,可以实现X方物流动态结构优化,从而为委托企业提供基于PMF分形集合的供应链物流解决方案。

岩溶地质预报的分形理论应用基础研究

为进一步提高岩溶地质预报的准确性,将分形理论应用于岩溶地质预报.通过对岩溶发育的宏观与微观规律分析,提出了岩溶元的概念,并用于描述岩溶发育的分形生长过程.计算了岩溶元的分形生长维数和岩溶发育的分形评价指数,据此对岩溶发育程度进行判别.将岩溶发育程度分为5级,以2座隧道为例进行了分析,效果较好.研究成果为应用分形理论进行岩溶地质预报奠定了理论基础.

机械密封摩擦副端面接触分形模型

依据分形理论,研究了机械密封摩擦副端面间的真实接触状况,建立了机械密封摩擦副端面接触分形模型。得到了机械密封摩擦副端面微接触点的面积分布、临界弹性变形微接触面积、临界塑性变形微接触面积、量纲1真实接触面积的数学表达式。采用数值计算方法得到了GY70型机械密封摩擦副端面间的量纲1真实接触面积与端面比载荷的关系曲线。结果表明,真实接触面积随着密封端面比载荷的增加而近似呈线性增加;在相同比载荷下,真实接触面积随着特征尺度系数的增大而减小,随着分形维数的增大而增大,但当D达到1.67以后,随着D的增大而减小。机械密封摩擦副端面接触分形模型的建立,为研究机械密封摩擦副端面间的摩擦磨损性能和密封性能提供了依据。

基于分形思想的产品设计过程建模

针对复杂机电产品设计过程的复杂性和动态性,借鉴分形思想,用设计任务—设计参数关联矩阵表示产品设计过程,提出了分形设计单元的概念。根据分形设计单元的自相似和动态性的特点,构建了设计过程的分形设计单元模型。研究了由初始关联矩阵寻找种子设计参数,设定许用引力系数,循环分解,形成分形设计单元模型的方法。以某送料机的机电一体化接头的设计过程为例,阐述了分形分解方法的过程,验证了分形设计单元模型的可行性。

X方物流分形协同机理与控制研究

在已有研究成果基础上,融入协同学(Synergetics)思想,进一步完善了X方物流(X PartyM aterialFlow,XPM F)理论,着重分析了XPM F协同机理,研究了XPM F三棱协同运作模型及其控制过程,为XPM F实践应用奠定理论基础。

分形理论在分队作战系统建模中的应用

如何体现现代作战环境中开放性、对称与自相似性、非平衡态有序性等复杂特性是当前作战系统建模的一个难点问题。源于几何学的分形理论拓宽了人们的思路,使人们认识到可以将分形理论引入到作战系统建模中以解决这种复杂情况。因此,本文基于分形理论,创新性的提出分形分队的概念,并对其理论依据,分形空间和分形维数等相关概念进行了论述。在此基础上,以某多兵种合成分队的建模为例,给出了基于分形理论的分队作战系统模型构建的一般过程。

金属冲击断口的分形分析

本文借助于分形研究了钢在低温冲击条件下,断裂表面的分形维数与冲击韧性,冲击断裂性质以及微观组织之间的关系。实验结果表明,冲击韧性α_K的对数值随分形维数D_F增加成单调上升的直线关系。显微组织的变化对分形维数有重要影响,分形维数与断裂机制之间存在一定的对应关系。

基于分形盒维数的无杆抽油机示功图自动识别技术

针对抽油机示功图人工目测准确性低,神经网络自动识别网络训练复杂、计算速度慢的现状,研究了基于分形盒维数的示功图自动识别技术。验证了分形盒维数理论用于示功图识别的可行性,提供自动识别步骤,并对无杆抽油机正常、供液不足、游动阀泄漏以及油管漏失4种工况下的示功图进行识别。结果表明:基于分形盒维数的示功图自动识别技术能对以上4种工况下的示功图进行准确有效的识别,自动识别效果在低噪声时更为准确,噪声较高时,为保证自动识别的准确性需要先进行降噪处理。研究提出了无杆抽油机示功图自动识别的新方法,对于提升无杆抽油机运行状态监测的自动化、智能化分析水平具有重要意义。

胶东地区地质体含金性的地质地球化学评价

通过分析胶东地区各地质体的金概率分布模型，金含量的分数维特征、金及相关元素的组合特征等来评价胶东地区各地质体的含金性。结果表明：胶东群、粉子山群、玲珑型花岗岩为金的矿源岩，郭家岭型花岗岩可能既为本区的金成矿提供成矿物质，又起到“热机”的作用。蓬莱群及滦家河型花岗岩提供本区金成矿物质的可能性很小。

岭南城镇的分形迭代规划

分形维度可以科学衡量城镇形态,引导城镇规划新思维。采用分形维度和迭代方法,探讨了基于分形的岭南城镇规划与分形迭代。分形维度能够定性与定量地衡量城镇形态,彰显城镇的地域性。分形规划按照岭南丘陵自然地形地貌的维度进行相似性设计,竖向规划则从垂直等高线的竖向维度与地势相似一致。岭南建筑与山体天际线峰谷适当交替错位,形成对比的节奏韵律。岭南城镇的分形迭代生长与植物的生长规律相似,分支形态迭代、轴线形态迭代、单元体形态迭代和网状形态迭代可以模拟生成各种城镇形态。分形迭代的城镇规划以岭南自然环境为基础,基于自然地理的城镇规划空间迭代到自然环境之中,形成耦合的迭代复合空间。

基于分形耦合结构的微带带通滤波器设计

设计了一个中心频率为2GHz的传统结构的微带阶梯耦合带通滤波器,采用分形耦合结构进行谐波抑制,仿真结果表明:采用分形耦合单元比传统结构的耦合单元使滤波器二次谐波减小了25dB,通带插入损耗小于-0.55dB;通过对分形耦合单元进行优化,可使滤波器二次谐波抑制性能进一步改善37dB,而通带性能几乎不受影响。测量结果与仿真结果基本吻合。

偏心分形翅片管相变储热单元性能强化模拟

为了探索偏心分形翅片管对相变储热单元性能强化的作用机理,对偏心分形翅片管相变储热单元中石蜡的熔化展开了二维非稳态模拟研究。在考虑自然对流的情况下对比研究了偏心矩形翅片和偏心分形翅片两种储热单元的传热特性。并对偏心分形翅片结构进行了局部强化,选择矩形翅片、Y型翅片和分型翅片3种方案。结果表明,偏心分形翅片结构对自然对流的促进高于偏心矩形翅片结构且整体温度分布更均匀,这与分型翅片可以促进热量由点到面的扩散相符。在3种局部强化方案中,偏心分形翅片强化效果最佳,且整个过程的熔化速率都有提高,使熔化时间缩短了70%。这对管壳式相变蓄热器的性能提升提供了很好的理论指导,进一步扩展了其在储能领域的应用前景。

基于强度表征的混凝土脆性指标影响因素研究

借鉴岩石脆性指标的评价方法,依据峰值抗压强度和残余抗压强度对混凝土脆性指标进行了计算.讨论了粗骨料粒径和试样形状对混凝土脆性指标的影响,分析了抗压强度、峰值应变、单位体积吸收能、破碎分形维数与脆性指标的关联.结果表明:棱柱体试样的脆性指标均比同粒径的圆柱体试样脆性指标高;棱柱体试样与圆柱体试样的脆性指标均随粗骨料粒径的增大、抗压强度的降低而呈增大趋势;棱柱体试样与圆柱体试样的脆性指标均随峰值应变的减小、单位体积吸收能的减小和破碎分形维数的减小而增大.

利用毛管压力曲线分形分维方法研究流动单元

利用取心井铸体薄片获得的图像资料和毛管压力曲线,通过图像分形几何学方法以分维数的形式定量地表征出了复杂的微观孔隙喉道结构特征,发现能够很好地划分和评价孔隙岩石中油、气、水的渗流差异,可以用于储层微观流动单元表征。文中阐述了岩石微观孔隙喉道结构分形的理论基础、计算方法和应用于表征流动单元的依据。建立了中国西部砾岩低渗透油藏微观孔隙喉道分维数与孔隙度、渗透率之间计算图版,据此在油藏中利用常规测井资料获得的孔隙度、渗透率参数计算微观孔隙喉道分维数,开展全油藏流动单元划分与评价,取得了良好的效果。研究结果表明,利用毛管压力曲线分形分维方法研究储层微观流动单元是一种很有效的途径。

GPU加速的图像实时分形编码

图像分形编码压缩率大且质量较高,但实时性不好,因此难以推广应用.提出使用GPU对编码进行加速的方案.以图像FW算法为基础,在CUDA规范下,使用GPU并行地对图像中所有的待编码子树同时进行最优父树搜索.实验表明,该文编码方案在保持原有算法图像解码质量的情况下,可将编码时间缩短至毫秒级,满足了实时性的要求.