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机械故障特征提取的拓扑集分形稀疏字典 被引量:2
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作者 曹新城 陈彬强 +1 位作者 姚斌 贺王鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期210-219,共10页
多尺度字典是实现机械动态信号中频域弱相干成分解耦的重要方法,但目前还欠缺围绕固定频率进行分辨率持续细化的系统性理论。基于近似解析小波变换构建了全新的拓扑集分形多分辨理论。提出了中心嵌套子空间簇,它随分析尺度深化实现了机... 多尺度字典是实现机械动态信号中频域弱相干成分解耦的重要方法,但目前还欠缺围绕固定频率进行分辨率持续细化的系统性理论。基于近似解析小波变换构建了全新的拓扑集分形多分辨理论。提出了中心嵌套子空间簇,它随分析尺度深化实现了机械故障特征多目标同时追踪细化,在频域上表现为围绕一系列固定中心频率进行严格的二进细化。在数学上严格证明了:①任意中心嵌套子空间簇都是动态信号频域的拓扑空间;②各中心嵌套子空间簇按分析尺度具有严格自相似的分形特性。另外研究还揭示了二进制多分辨理论与拓扑集分形的深刻同构关联,即任意二进小波包唯一从属于某个中心嵌套子空间簇。其次,在扩展中心嵌套子空间诱导下,经典小波包变换可以化归成拓扑集分形的真子集。将拓扑集分形与旋转机械部件损伤动态模型结合提出了一种新的机械故障特征提取方法。该方法通过周期性成分稀疏测度优化和中心嵌套子空间搜索对冲击性机械故障特征的周期、瞬时动力学参数进行优化提取,从而提取物理意义更显著的单分量信息。将该方法应用于滚动轴承的故障诊断中,在含强噪声的振动信号中准确提取了表征轴承外圈剥落的多个单一模式分量。通过对比验证了所提出方法的噪声抑制能力显著优于以谱峭度和群组稀疏优化为代表的对主流机械故障特征提取技术。 展开更多
关键词 机械故障诊断 拓扑分形理论 多分辨分析 中心嵌套子空间簇 滚动轴承
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孔隙-孔喉分形多孔介质复杂类型组构模式表征 被引量:8
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作者 金毅 权伟哲 +3 位作者 秦建辉 刘仙鹤 郑军领 宋慧波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1845-1854,共10页
自然储层孔隙结构复杂,孔隙和孔喉共存且往往会表现出分形特征。经典的数量-尺度关系Rns及其衍生模型虽然能有效获取分形维数D,然而它们之间多对一的关系无法保证反演建模的惟一性。与此同时,分形对象中复杂类型的种类及其组构模式尚不... 自然储层孔隙结构复杂,孔隙和孔喉共存且往往会表现出分形特征。经典的数量-尺度关系Rns及其衍生模型虽然能有效获取分形维数D,然而它们之间多对一的关系无法保证反演建模的惟一性。与此同时,分形对象中复杂类型的种类及其组构模式尚不明了,这导致储层复杂孔隙结构等效表征的困难。因此,厘清孔隙和孔喉多类型共存、多尺度分布的孔隙结构中的复杂类型,进而定量表征其组构模式对评估油气的赋存和运移规律至关重要。新近出现的分形拓扑理论表明分形对象是耦合原始复杂性与行为复杂性的双复杂系统。这两类复杂类型表现出相互独立的组构模式,其中原始复杂性确定单尺度与多尺度、单相与多相、单类型与多类型等缩放类型,而行为复杂性则决定自相似、自仿射、多重分形等尺度不变特征。基于此,本文有效标定了孔隙-孔喉耦合分形结构中的复杂类型种类,查明了孔隙、孔喉以及其连通性的原始复杂性归属,利用泰森多边形算法实现了孔隙-孔喉耦合行为的定量描述,依据分形拓扑理论给出了行为复杂性的尺度不变定义,结合原始复杂性与行为复杂性组构模式发展了一种精细表征孔隙-孔喉耦合分形孔隙结构的算法。基于新算法,模拟了不同复杂组构模式下的分形多孔介质,分析了原始复杂性与行为复杂性对孔隙结构的影响,推演了孔隙度及比表面积计算公式并验证了其有效性。 展开更多
关键词 分形拓扑 孔隙-孔喉分形多孔介质 双复杂系统 原始复杂性 行为复杂性
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一种广义自相似曲线分形建模方法 被引量:1
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作者 金毅 刘仙鹤 +1 位作者 张朔 张玥夕子 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第5期152-156,共5页
借助经典Koch曲线的构建思路,依据狭义分形拓扑理论发展了一种广义分形曲线的构建方法,并实现了随机、自相似和多尺度行为的统一定义。在此基础上,推导了分形曲线的长度计算模型并验证了其正确性。结果表明,新方法提供了对分形行为的本... 借助经典Koch曲线的构建思路,依据狭义分形拓扑理论发展了一种广义分形曲线的构建方法,并实现了随机、自相似和多尺度行为的统一定义。在此基础上,推导了分形曲线的长度计算模型并验证了其正确性。结果表明,新方法提供了对分形行为的本质解释,显著降低了尺度不变几何分形模拟的难度。另外,广义分形曲线构建方法严密分离了原始复杂性与行为复杂性,这使得尺度不变属性的定量表征易于实现。 展开更多
关键词 狭义分形拓扑 自相似 分形曲线 分形模拟
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自然分形多孔储层复杂类型及其组构模式表征:理论与方法 被引量:3
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作者 金毅 刘丹丹 +6 位作者 郑军领 董佳斌 王俏俏 黄欢 赵静妍 刘顺喜 宋慧波 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期781-797,共17页
自然储层孔隙结构由于成因多样,往往表现为一种多元几何在尺度不变属性控制下的多尺度组配系统,其定量表征是精准评估储层静态物性以及有效揭示输运属性细观控制机制的关键。最新研究表明,分形对象是由相互独立的原始复杂性和行为复杂... 自然储层孔隙结构由于成因多样,往往表现为一种多元几何在尺度不变属性控制下的多尺度组配系统,其定量表征是精准评估储层静态物性以及有效揭示输运属性细观控制机制的关键。最新研究表明,分形对象是由相互独立的原始复杂性和行为复杂性组配而成的双复杂系统,因此原始复杂性的等效表征以及行为复杂性的惟一定义是实现储层孔隙结构定量表征的关键。基于以上认知,系统研究储层复杂孔隙结构表征方法并总结各自的优势与局限性,界定分形孔隙结构中原始复杂性要素,发展孔–喉–固–网–连的算法并实现单尺度/多尺度、单相/多相、单元/多元等任意原始复杂类型的等效表征,利用分形拓扑理论确保了孔隙结构中自相同、自相似、自仿射等分形行为的唯一定义,依托复杂组构概念构建分形多孔介质复杂孔隙结构的统一表征模型,进而在充分验证了新模型有效性的基础上论述其对自然储层孔隙结构精细描述的适配性,形成了分形多孔介质定量表征的理论与方法体系。 展开更多
关键词 岩石力学 自然储层 孔隙结构 分形拓扑 复杂组构模式 定量表征
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多相随机自相似多孔介质表征及其孔-渗关系数值分析 被引量:2
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作者 张朔 刘顺喜 金毅 《中国矿业》 北大核心 2019年第A01期331-335,339,共6页
自然多孔介质的微观结构决定了其储集性能和输运属性,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及储层产能定量评估的重要前提。本文首先基于分形拓扑理论和四参数随机生长方法四参数随机生长算法构建随机多相自相似多孔介质模型,并采用... 自然多孔介质的微观结构决定了其储集性能和输运属性,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及储层产能定量评估的重要前提。本文首先基于分形拓扑理论和四参数随机生长方法四参数随机生长算法构建随机多相自相似多孔介质模型,并采用格子Boltzmann方法(LBM)对孔隙中气体单相流的运移过程开展数值模拟研究,分析了P和F对煤岩介质孔渗关系的影响作用。结果表明多孔介质的孔隙度与渗透率之间满足指数关系,且随着P、F的变化而改变;P和F的变化对渗透率影响显著。 展开更多
关键词 分形拓扑 自相似 分形多孔介质 QSGS 格子BOLTZMANN方法
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A Com binatorial Approach for Topological Classification of Graphlike M anifolds 被引量:5
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作者 林诒勋 王勤 《Chinese Quarterly Journal of Mathematics》 CSCD 1998年第3期1-11, ,共11页
The concept of graphlike manifolds was presented in [1] and the problem of counting the homeomorphic classes of graphlike manifolds has been studied in a series of articles, e.g., [1~8]. In this paper we suggest an a... The concept of graphlike manifolds was presented in [1] and the problem of counting the homeomorphic classes of graphlike manifolds has been studied in a series of articles, e.g., [1~8]. In this paper we suggest an approach based on the graph colouring, Abelian group and the combinatorial enumeration method. 展开更多
关键词 graphlike manifold graph colouring equivalence classes ENUMERATION
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Two Dimensional Submanifolds in Four Manifolds with Boundary
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作者 高红铸 于大哲 《Chinese Quarterly Journal of Mathematics》 CSCD 1999年第1期82-87, ,共6页
A fundamental problem in four dimensional differential topology is to find a surface with minimal genus which represents a given homology class. This problem was considered by many people for closed 4 manifolds. In th... A fundamental problem in four dimensional differential topology is to find a surface with minimal genus which represents a given homology class. This problem was considered by many people for closed 4 manifolds. In this paper,we consider this problem for four manifold with boundary. 展开更多
关键词 manifold with boundary SUBMANIFOLD normal Euler number
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颗粒填充型分形孔隙结构复杂组构表征 被引量:4
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作者 金毅 王俏俏 +3 位作者 董佳斌 刘顺喜 郑军领 李延祥 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1160-1171,共12页
颗粒填充型多孔介质广泛发育于自然储层中,且常常表现出复杂的颗粒形貌、随机的空间分布以及分形的尺度结构等特征,它们的空间组配严重影响着油气资源的赋存运移。因此阐明孔隙结构细观控制机制是实现资源高效开发利用的基础,而其定量... 颗粒填充型多孔介质广泛发育于自然储层中,且常常表现出复杂的颗粒形貌、随机的空间分布以及分形的尺度结构等特征,它们的空间组配严重影响着油气资源的赋存运移。因此阐明孔隙结构细观控制机制是实现资源高效开发利用的基础,而其定量表征是根本。为此,依托于新近出现的分形拓扑理论标定了颗粒填充型分形多孔介质中孔隙结构的两类复杂类型,即描述颗粒几何形貌的原始复杂性,以及主宰尺度不变属性的行为复杂性。依据尺度不变属性的基本要求,判识出原始复杂性与行为复杂性相互独立的关系,明确了复杂类型组构模式。在此基础上,借助四参数随机生长算法实现了原始复杂性要素的等效表征,利用分形拓扑理论实现了自相似、自仿射属性的尺度不变定义,进而构建了任意颗粒填充型分形多孔介质模型定量表征的数学框架。最后,系统分析了原始复杂性以及行为复杂性对孔隙结构特征的控制,即颗粒团簇破碎程度、随机分布特征、边界粗糙度隶属于原始复杂性,自相似、自仿射等尺度结构特征则受控于行为复杂性,而孔隙结构的各向异性特征是原始复杂性及行为复杂性耦合作用结果。 展开更多
关键词 岩石力学 四参数随机生长算法 分形拓扑 复杂组构模式 多孔介质 各向异性
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A Note on q-Deformed Two-Dimensional Yang-Mills and Open Topological Strings
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作者 张鹏 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2010年第8期317-322,共6页
In this note we make a test of the open topological string version of the OSV conjecture in the toric Calabi-Yau manifold X = O(-3) → P^2 with background D4-branes wrapped on Lagrangian submanifolds. The Dbrahe par... In this note we make a test of the open topological string version of the OSV conjecture in the toric Calabi-Yau manifold X = O(-3) → P^2 with background D4-branes wrapped on Lagrangian submanifolds. The Dbrahe partition function reduces to an expectation value of some inserted operators of a q-deformed Yang Mills theory living on a chain of P^1 's in the base p2 of X. At large N this partition function can be written as a sum over squares of chiral blocks, which are related to the open topological string amplitudes in the local p2 geometry with branes at both the outer and inner edges of the toric diagram. This is in agreement with the conjecture. 展开更多
关键词 topological string theory 2d Yang-Mills theory OSV conjecture
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Estimation of Data Transfer Routes Fractal Dimension in Large Scale Networks
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作者 Yuriy Danik Yuriy Kulakov +1 位作者 Vladimir Vorotnikov Igor Gumenyuk 《Journal of Mathematics and System Science》 2016年第1期38-45,共8页
The article is devoted to the evaluation of fractal properties of routing data in computer large scale networks. Implemented the study of percolation network topological structures of large dimension and made their tr... The article is devoted to the evaluation of fractal properties of routing data in computer large scale networks. Implemented the study of percolation network topological structures of large dimension and made their transformation into fractal macrostructure. An example of calculating the fractal dimension of the data path for the boundary of the phase transition between the states of network connectivity. The dependence of the fractal dimension of the percolation cluster on the size of the square δ-cover and conductivity value network of large dimension. It is shown that for the value of the fractal dimension of the route dc ≈ 1.5, network has a stable dynamics of development and size of clusters are optimized with respect to the current load on the network. 展开更多
关键词 large scale network percolation cluster fractal dimension ROUTING
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Observation of topological phase with critical localization in a quasi-periodic lattice 被引量:1
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作者 Teng Xiao Dizhou Xie +3 位作者 Zhaoli Dong Tao Chen Wei Yi Bo Yan 《Science Bulletin》 SCIE EI CSCD 2021年第21期2175-2180,M0003,共7页
Disorder and localization have dramatic influence on the topological properties of a quantum system.While strong disorder can close the band gap thus depriving topological materials of topological features,disorder ma... Disorder and localization have dramatic influence on the topological properties of a quantum system.While strong disorder can close the band gap thus depriving topological materials of topological features,disorder may also induce topology from trivial band structures,wherein topological invariants are shared by completely localized states.Here we experimentally investigate a fundamentally distinct scenario where topology is identified in a critically localized regime,with eigenstates neither fully extended nor completely localized.Adopting the technique of momentum-lattice engineering for ultracold atoms,we implement a one-dimensional,generalized Aubry-Andrémodel with both diagonal and off-diagonal quasi-periodic disorder in momentum space,and characterize its localization and topological properties through dynamic observables.We then demonstrate the impact of interactions on the critically localized topological state,as a first experimental endeavor toward the clarification of many-body critical phase,the critical analogue of the many-body localized state. 展开更多
关键词 Momentum lattice Quantum simulation Critical localization Topological phase
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