冲击作用下粘性土壤破碎体的分形维数与影响因素

给出冲击破碎分析的两倍尺度控制约定,研究粘结态土壤破碎体生成的影响因素,建立了土壤破碎体分形维数与落锤质量、冲击行程、土壤含水率、破碎比能之间的关系。结果表明,土壤破碎体的分形维数与落锤质量及冲击行程没有联系,但分形维数与土壤含水率及破碎比能具有明显的相关性。另外,通过比较得知土壤在冲击作用下的破碎体分形维数远远低于植被土样的分形维数。

钨镍铜粉体分形维数对烧结密度的影响

钨镍铜复合粉体作为破甲弹药型罩新材料,其烧结密度是影响性能稳定性的关键因素之一。本文通过对还原粉及不同球磨时间的超细粉进行粒度分布测量,分析了体分形维数应用的适用性;通过对还原粉和不同粒度分布的超细粉按质量比75∶25混合后进行烧结及其粒度分布测量,压坯烧结后进行密度测量,探究体分形维数对烧结密度的影响。结果表明:球磨4h以上的超细粉不适合用分形维数表征,钨镍铜粉的粒度分布对其烧结度有一定影响;还原粉与6h球磨粉按75∶25的比例混合时,钨镍铜混粉的烧结密度最高,为17.431g/cm^3,此时混粉的特征粒径为25.689μm,体分形维数为2.339。定量分析粒度分布对烧结密度的影响,得到在现有实验条件下最大烧结密度时的工艺参数,对进一步研究药型罩原料制备,提高破甲弹性能具有一定的参考作用。

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为：〈0.0 5 3,0.0 5 3-0.2 0 0,0.2 0 0-0.4 5 0,0.4 5 0-1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为：〈0.0 5 3,0.0 5 3-0.0 2 5,0.0 2 5-1,1-2 mm.结果表明：二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7-1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5-1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6-2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.

基于CT扫描红层砂岩孔隙多标度分形维数的确定方法

岩石作为一种典型的多孔介质,其内部孔隙结构、形态特征极为复杂,运用常规线性系统内参数描述较为困难,因而采用非线性系统内分形维数这一参数来定量表征孔隙结构的非线性分布特征较为合适。岩石内部孔隙结构分布具有统计意义上的分形特征,因此分形维数的确定对于定量表征孔隙结构分布规律,以及揭示岩石各种力学行为与物理力学指标有着重要意义。将图像处理与阈值分割、分形理论和数理统计相结合,针对CT扫描切片图像,三维重建孔隙结构空间分布模型,计算Hausdorff测度空间下孔隙结构分布盒维数与集束维数。同时,针对孔隙结构空间分布复杂程度的定量表征,提出体素盒维数与圆柱体空间集束维数假想,并通过多种数理统计方法进行假设检验。最后,指出孔隙结构分布是一种多标度分形模型,仅仅单个维数无法描述其全部细节特征,需采用多重分形谱来更为全面表征孔隙分布的细观特征。研究结果表明,Hausdorff测度空间下的平面盒维数可较为全面表征平面孔隙分布特征,但对于针对灰度CT图像构建的体素盒维数可替代传统意义下定义的盒维数,在细观尺度下能更可靠、准确、全面地定量表征孔隙体积分布规律;集束维数实质是用来定量表征孔隙位置分布规律,若等于欧氏维数,则表明孔隙位置分布具有随机性。

子午岭林区植被自然恢复下土壤剖面团聚体特征研究

研究了子午岭林区七种植被类型土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数随植被恢复的变化规律以及这3个指标随土壤有机碳含量增加的变化规律。结果表明:植被恢复对>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数的影响可以达到70 cm土层;除白羊草群落外,0-70 cm土层上>0.25 mm水稳性团聚体含量随植被恢复逐渐提高,团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数随植被恢复逐渐减小,土壤结构随植被恢复逐渐改善。>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数与土壤有机碳之间呈极显著对数相关关系(p=0.01,n=32),当有机碳含量低于18.1 mg/g时,>0.25 mm水稳性团聚体含量随有机碳含量提高而明显提高、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数则随有机碳含量提高而明显降低,即土壤结构稳定性明显提高;当有土壤机碳含量高于18.1 mg/g,>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数渐趋稳定,即在白羊草、虎榛子、山杨和辽东栎阶段的0-5 cm土层土壤结构达到稳定状态。

管束列管式静态混合器的结构参数与应用性能研究

管束列管式静态混合器利用管道边壁的边界层作用,强化形成准均匀各向同性涡旋,实现快速混合。通过研究不同结构的管束列管式静态混合器对水处理效果的影响,发现列管总长与管长之比为1∶3、列管段数为3时,管束列管式静态混合器的混合效果最佳。与普通孔板式混合器相比,在相同的操作条件下,管束列管式静态混合器可以节省23%左右的絮凝剂用量,且其絮体分形维数Df和絮体粒径df分别较前者提高了17%和18%,降低沉后水浊度达2.0 NTU以上。

基于小波变换的精密测量点云多尺度分解

为了减小多源跨尺度点云数据尺度与数据量上的差异,提出了一种基于小波变换的点云多尺度分解方法。对细节丰富的小尺度点云数据进行多尺度分解,以及尺度分解在跨尺度点云数据配准中的应用进行研究。首先,对小尺度点云进行栅格建模,建立全局点云二值表达函数。根据离散小波变换理论,对栅格点云进行多次的三维小波分解,利用小波尺度函数的低通特性,保留低频信息来获取原始小尺度点云的近似尺度数据。然后,基于面维数和差体维数差表征与原始数据的相似度,确定有效的小波分解级数。最后,将各级分解得到的点云数据与大尺度点云数据进行精确配准,并将配准关系应用于原始点云,提高跨尺度点云的配准精度。实验结果表明:本文提出的多尺度分解方法能够对数据进行有效分解,应用于某航空发动机叶片多尺度测量中,将显微测量的局部气膜孔小尺度点云数据与整体叶片结构光数据配准,配准精度提升了61.36%。该分解方法应用于叶片边缘与栅格零件多尺度测量中,配准精度分别提升了48.59%,43.86%。所提的点云多尺度分解方法能够有效分解小尺度点云数据,大幅提升跨尺度数据的配准精度。

广元市不同土地利用类型土壤的分形特征

以8个植被类型、2个农地和2个退耕地的土壤颗粒组成数据为基础，运用分形模型计算这12个土地利用类型土壤颗粒的分形维数，研究了土壤颗粒分形维数与土壤性状的关系。结果表明：（1）12个土地利用类型表层土壤颗粒的分形维数介于2．8185～2．9249之间。与退耕地和玉米地相比，各林地土壤颗粒分形维数小；与1990年的2．8633相比，2006年土壤颗粒分形维数（2．8592）减小；各团聚体分形维数规律不明显。（2）决定土壤颗粒分形维数大小的首先是〈o．002mm的含量，其次是0．05～0．25mm和0．0020．02mm的含量；决定团聚体分形维数大小的粒级含量由大到小的顺序是：2～5mm，0．5～1mm和1～2mm，其余粒级含量对分形维数影响较小。（3）土壤颗粒分形维数与团聚体分形维数可作为侵蚀指标，前者与土壤可蚀性因子相关关系显著，后者也可作为渗透蓄水指标。（4）在坡耕地基础上的退耕地比生态退化后的营林地具有更有利于水土保持的土壤分形特征。

基于分形理论的菱镁矿粉磨程度表征研究

为了研究菱镁矿粉磨程度的定量表征,以辽宁丹东地区菱镁矿为原料,进行了磨矿试验、粒度检测试验、磨矿细度试验,应用分形理论,建立了用于表征粉磨菱镁矿颗粒粒度分布的体分形维数数学关系。结果表明:体分形维数与磨矿细度呈非线性关系,当体分形维数均值达到极大值,即D3=2.4662时,对应的磨矿细度为-0.074 mm含量81.6%,通过浮选试验发现此时浮选指标最好。该研究实现了菱镁矿粉磨程度的定量表征,建立了体分形维数与选矿浮选的联系。

北川震裂带柳杉林地土壤功能特性试验分析

汶川地震形成了大面积的震裂带,震裂带内水土流失严重。本文重点从土壤结构体分形维数、有机质含量、土壤抗冲性三个方面探讨了北川震裂带柳杉林地土壤结构功能特性,分析了地震裂隙程度对土壤结构体分形维数、有机质含量、土壤抗冲性的影响及其与土壤深度的相关性。结果表明地震裂隙程度对土壤结构体分形维数影响不显著,而地震3 a后强度裂隙样地土壤有机质含量、抗冲性大于中度裂隙或弱度裂隙样地;各样地土壤有机质含量、抗冲性与土壤深度显著负相关,有机质含量与土壤抗冲性存在显著的正相关关系。