分形理论和LOWESS方法在球罐焊接坡口检测中的应用

针对球罐焊接过程坡口边缘灰度变化不明显 ,受噪声和其它干扰信息的影响很难准确及时地处理图像的弱点 ,本文提出了分形理论和LOWESS方法相结合的图像处理方法。该方法是根据坡口图像的特点 ,首先利用LOWESS方法通过拟合坡口图像每一行的灰度值最低点求出坡口的中心线 ,然后利用图像的分形特征求坡口边缘相对于坡口中心线的偏移量 ,从而进行坡口边缘的识别。实验结果证明 ,该方法不仅能准确地识别出坡口图像的边缘 ,而且节省了图像处理的时间 。

难变形金属小模数齿形件电流辅助分形旋压成形方法研究

针对难变形金属小模数齿形件采用传统滚齿及插齿方法制备时,存在材料利用率低、强韧性不足等问题,提出采用分形旋压方法实现此类小模数齿形件的完整近净成形。以模数为0.3的30CrMnSiA合金结构钢小模数齿形件为研究对象,设计制作了难变形金属小模数齿形件分形旋压成形工艺装备,并基于旋压成形试验进给研究了渐进式进给、主轴正反转进给和间歇式进给3种不同成形方式及有/无电流辅助条件对难变形金属小模数齿形件分形旋压的影响规律。结果表明:采用渐进式进给成形方式时,旋压成形缺陷最少,但所获得的轮齿饱和度仅为70.2%;采用正反转式成形方式时,成齿区易出现预成形齿顶与旋轮轮齿啮合错位而导致被两次分形的缺陷;采用间歇式进给式成形方式时,成齿区齿顶部分出现大量毛刺;采用渐进式成形方式,相同试验条件下,通入脉冲电流后,材料塑性变形能力显著提升,轮齿饱和度提高到95.7%。采用电流辅助分形旋压成形获得的小模数齿形件齿廓偏差为0.029 mm、齿距偏差为0.015 mm。

分形理论的方法论意义对高校心理健康教育的影响探究

分形理论发现的复杂系统的自相似性、标度不变性、分维数等全新的概念和系统特性,从新的哲学角度把自然界、社会及思维领域中一系列复杂的关系有机地结合起来,因此被迅速地应用于社会科学和自然科学的相关研究中,取得了有意义的结果。本文重点探讨了分形理论的哲学方法论意义及其对高校心理健康教育的影响和启示。

二维数字图像分形维数的计算方法

许多情况下分形维数的计算是通过对二维数字图像的分析得到的.针对二维数字图像的特点,探讨了采用盒维数计算其分形维数的方法.数字图像盒维数的计算是基于对像素矩阵的分析进行的,具有数字化的特点,其计算结果的精度与图像大小有较大关系.数字图像盒维数描述了由离散像素点构成的数字图像中关心区域的分布特点,但其物理意义还应结合数字图像所赋存的物理意义加以分析.

分形理论及其研究方法

在概括性介绍分形理论的基础上 。

堆石料缩尺方法的分形特性及缩尺效应研究

采用6种不同缩尺方法将同一条现场级配曲线缩制成不同的数值模拟级配曲线,建立以不同粒径范围内颗粒数为测量数的分形模型,研究了颗粒级配分布的分形特性;基于颗粒流方法,生成与级配曲线相对应的6组数值试样进行双轴压缩试验,研究了缩尺方法对数值试样宏观力学特性及细观力学响应的影响;并讨论了颗粒级配分布的分形特性与数值试样力学特性之间的关系。结果表明：采用不同方法缩尺后数值试样的颗粒级配分布具有分形特性,分维数D为1.463~1.783;随着缩尺方法相似比尺M的增大,数值试样中细颗粒数量增多,粗细颗粒的充填关系得到改善,力学特性逐步提高;颗粒级配分布分维数D与数值试样力学特性指标之间存在较好的线性关系。

区域化探数据处理的几种分形方法

地球化学变量兼有随机性、确定性和区域结构性的特征,传统的数学方法难以精确地描述地球化学变量的空间分布规律,而新兴的分形几何是刻画空间不规则形体的一种比较有效的工具,且分维值可以表征空间不规则形体的确定性本质。基于分形原理,提出含量-总量法、空间分形插值法和分形趋势面法3种新的分形技术,应用于区域化探数据处理。在几个典型矿区应用后发现,上述分形方法不仅可以有效地模拟地球化学变量的空间分布特征,而且在保留原始有效异常信息的基础上可以更合理地区分地球化学变量的背景与异常,具有发现和强化弱异常信息的重要功效。

混凝土孔隙面分形特征与测试方法研究

为了更好地确定混凝土孔隙的面分形维数,完善混凝土孔隙分形的相关研究,采用液态硫磺浸渍样品,利用反光显微镜采集图片,并结合图像分析软件分析图片和处理数据,以获得不同龄期和不同掺和料下混凝土孔隙的面分形维数,并对面分形维数变化与强度变化之间的关系进行了探讨.结果表明:混凝土孔隙的面分形维数会随着龄期的变化而变化,不同掺量的掺和料会对面分形维数产生不同影响,但相同掺量、不同掺和料的面分形维数却变化不大;面分形维数与强度呈反比,两者具有一定相关性,且相关系数一般在0.90以上,掺和料的活性与掺量会对上述相关性产生不同影响.

基于分形理论的粗粒料级配缩尺方法研究

按规范要求的剔除法、等量替代法、相似级配法、混合法等4种缩尺方法,对某粗粒料原型级配进行缩尺,得到15条试验模拟级配,相应的最大颗粒粒径分别为60、40、20 mm。对原型级配和缩尺后模拟级配,进行了最大干密度试验,引入粒径分形维数,研究粒径分形维数与级配缩尺方法、最大干密度的变化规律。分析认为,粒径分形维数是一个能综合反映级配的量化评价指标,可准确反映不同缩尺方法后的试验模拟级配;级配缩尺方法本身对最大干密度有较大的影响,相似级配法的最大干密度值与原型级配的最接近,等量替代法的差异性最大;粒径分形维数与最大干密度具有较好的线性归一化,利用归一化规律,可准确推求原型级配的最大干密度值,有较好的工程应用价值。

沥青路面抗滑性能定量评价的分形方法

采用离散型外露尺寸函数研究了沥青混合料表面微观凸凹的随机分布特征,并根据统计自相似性原理推导了路面微观凸凹的外露尺寸函数的计算公式和级配分维数值的计算方法。利用该方法计算了AK-16A和开级配抗滑磨耗层(OGFC)不同级配路面的外露尺寸函数值;并用摆式摩擦仪对相应级配的车辙板进行试验,确定了混合料表面纹理对应的抗滑系数。结果表明:沥青混合料级配不同,其路面微观凸凹的分维数值也不同;分维数值越大,外露尺寸函数的指数值越大,抗滑性能越高;外露尺寸函数的指数值越小,抗滑性能越低;微观凸凹分维数值与路面抗滑性能具有单调递增的一致相关性。

压实膨润土膨胀变形的分形计算方法

分形计算方法能较准确地计算膨润土的膨胀变形,但系数K没有确切的计算方法,限制了该方法的广泛应用。基于双电层(DDL)理论和分形方法在双电层膨胀下都适用的理论事实,提出在双电层膨胀条件下采用DDL理论推导出分形方法中系数K的方法,并计算出商用膨润土的K值为9.15。对商用膨润土进行了N2吸附试验,利用等温吸附数据计算出该膨润土的表面分维为2.65,然后根据得出的系数K和表面分维采用分形方法计算了膨润土的最大膨胀率并与膨胀试验结果作对比。结果表明,分形方法的理论计算和试验结果基本一致,尤其是在施加压力较大而膨胀变形较小的情况下,分形计算方法计算结果比起双电层理论更符合试验数据。

分形方法对裂缝性储集层的定量预测研究和评价

隐蔽类油气藏同构造类油气藏一样,目前已成为我国油气勘探工作的重点领域,而且随着勘探工作的深入,隐蔽类油气藏必将是油气储量增长的主要来源。裂缝性油气藏是隐蔽类油气藏中最为复杂、勘探难度最大且产量较高的一类油气藏。为了提高裂缝性油气藏的勘探成功率,以辽河盆地火山岩裂缝油气藏的勘探为例,在分析和研究不同类型裂缝性油气藏的测井响应特征,利用电导率测井、声波测井、放射性测井和地层倾角测井等测井方法对裂缝性储层进行测井识别的基础上,引进分形模型方法对裂缝性储层的表征参数———裂缝发育程度和裂缝密度进行了定量预测,从而达到对裂缝性储层的孔隙度进行定量评价。

分形方法预测气田数量及其储量

由于油气田数量与储量规模之间具有分形关系 ,本文在对松辽盆地北部已发现气田储量规模 (储量级别 )进行划分的基础上 ,应用分形方法对该区未发现气田的数量和储量进行了预测 ,同时应用截断帕雷托分布模型预测了未发现气田总储量。结果表明 ,分形方法与截断帕雷托分布模型预测的未发现气田储量大小相吻合 ,验证了分形方法是一种预测油气田储量的可靠方法。最后得出以下主要结论 :油气田数量与储量规模之间具有分形关系 ;分形方法在勘探程度较高的盆地或区带应用效果好 ,而在勘探新区有些难度。

磨损表面轮廓曲线分形维数的计算方法

在深入分析现有分形维数测定方法的基础上，用尺码法、结构函数法、盒维数法、方差法和均方根法对模拟的磨损表面轮廓曲线进行了分形维数的计算，计算结果表明：结构函数法可作为计算磨损表面轮廓曲线分形维数的计算方法．

基于L系统的织物分形组织设计方法

为探索一条与传统方法不同的织物组织设计新途径,基于L系统理论,以4枚破斜纹、5枚缎纹等组织为例,尝试提出一种新的织物组织设计方法。该方法运用L系统的链式语言生成规则与计算机图形技术,生成具有自相似性特征与相互嵌套、多层次结构的分形组织,并通过选择合适的填充组织,构造出实用且与传统形式不同的织物分形组织。在此基础上,借助电子提花机进行了织物成型实验,由此对分形织物组织所产生的织物效果进行了初步的探讨。

基于分形理论的地震裂缝检测方法

依据地震波的动力学参数对裂缝的敏感性和裂缝的分形特征 ,以地震层位振幅数据为检测对象 ,基于图像处理中的分形边缘检测技术 ,提出了分形理论的裂缝检测方法 (多尺度分形参数的地毯覆盖方法和分形压缩方法 )。用计算机生成了Mandelbrot分形集和IFS分形 ,并分别进行了检测试验 ,效果显著。应用多尺度分形参数和分形压缩 2种方法对某油田的层位振幅数据进行了裂缝检测 。

一种新的地理线要素分形插值方法

地图制图自动化已成为地理研究的重要内容 ,包括自动综合和自动扩充。地图中线要素的自动扩充是要通过插值来实现。传统的曲线插值方法没能反映地理线要素的分形结构、比例尺相关性、空间各向同性等特点。针对地理线要素的特点 ,基于分形几何理论 ,将Douglas Peuker算法和随机中点移位法结合起来 ,提出了一种新的分形插值方法。

分形奇异(特征)值分解方法与地球物理和地球化学异常重建

地球物理和地球化学异常是找矿的重要依据 .地球物理和地球化学异常取决于地层、构造在成矿时间上的多样性与空间上排列、叠置的复杂性 .地层、构造因素是构造、岩浆、沉积与成矿地球化学等多种动力学过程的综合反映 .这些岩石和构造的因素以及动力过程相互渗透和影响决定了最终地质、地球物理与地球化学场 .本文提出的在GIS环境下实现的分形奇异值分解 (MSVD)异常重建方法 ,不仅可以提取地球物理和地球化学等异常 ,而且能够进一步刻画其中的线性和环状构造、细微的局部纹理结构特征 .该方法首先对地球物理和地球化学等网格数据进行二维矩阵的奇异值分解 ,之后用左特征向量矩阵与右特征向量矩阵的直积构造一个正交完备基 .地球物理和地球化学二维数据可以投影到该正交基上 ,其投影系数是矩阵的奇异值 .在该正交完备空间的某些子空间上对地球物理和地球化学等数据进行滤波 .为了选择子空间 ,本文定义了上述正交完备基中的能谱密度、能谱半径 (或尺度 )与能量测度 .在此基础上与空间域及频率域类比 ,探讨了能量测度与能谱密度呈现分形 (fractal和bifractal)规律 .利用分形关系的间断点 ,设计分形奇异值重建算子 ,实现对地球物理和地球化学异常的分解 .

腐蚀和腐蚀模型研究中的分形方法

根据该领域近期进展,介绍分形理论在腐蚀行为描述及腐蚀模型研究等领域的应用.具体分析了一些成功的事例,包括用分维值修正腐蚀波动性指标(如标准偏差),以便更好地描述腐蚀行为;观察腐蚀表面分形特征,如早期大气腐蚀中微液滴尺寸分布和腐蚀表面坑直径及深度分布,并获取分布分维指标;提出腐蚀图像分维的新计算法,并发现其二维分维D2D和三维分维D3D分别代表表面坑直径及深度的分布分维;建立基于分形动力学过程的腐蚀模型,预测金属在大气及土壤中的腐蚀发展,并揭示了分形模型和经验模型之间的参数关联.

考虑分形特征的岩心扫描图像合理分割方法

考虑岩石的孔隙度和孔隙结构的分形特征的关系,结合图像分割Otsu算法,提出Otsu算法的分形校正算法。首先对三种砂岩岩心的扫描图像进行处理,得到结果与实验结果进行对比,发现分形校正算法能够大大提高图像分割的准确度;此外对致密性气藏岩心和页岩岩心进行处理,分形校正算法的结果同样更接近实验值。由于实验得到为岩心的有效孔隙度,因此比计算值偏小。对于实验难以测量孔隙度的岩心,可以采用Otsu分形校正算法对扫描图像进行处理,得到其孔隙度。