微观尺度上土壤孔隙及其分维数的SEM分析

对两类不同质地土壤的SEM图像,利用数字图像技术分析孔隙的大小、数量及其分布规律,由测量数据给出了微观尺度上土壤孔隙的质量分维数Dm和表面分维数Ds。结果表明:Dm与土壤质地、容重、孔隙度、孔径分布等之间存在一定的相关关系,土壤质地越细、容重越大、孔隙度越低、小孔隙越多,Dm越大,Dm与土壤容重和孔隙度均存在显著线性回归关系;Ds反映了土壤孔隙轮廓边界的曲折程度,孔隙轮廓越不规则,Ds越大,土壤中各孔隙的Ds分布符合总体正态分布形式。Dm和Ds的数值大小对不同利用方式和耕作制度下的土壤较为敏感,分维数可为土壤科学管理提供依据。

局部放电灰度图象分维数的研究

局部放电模式识别被普遍认为是一种预测高电压设备绝缘状况的有效手段。本文提出一种适用于局部放电模式识别的局部放电分形特征提取方法。该方法在估计分维数的改进差盒计维数(MDBC)算法的基础上,提取局部放电灰度图象分维数和二阶广义分维数以及局部放电高值灰度图象分维数,共同构成局部放电模式识别特征。针对高电压设备内部局部放电和外部放电干扰,设计了五种放电模型,通过放电模型实验获得的大量放电样本数据,构造出相应的局部放电特征提取图象,计算出分形特征参数,输入人工神经网络进行识别的结果表明,采用该方法具有良好的识别效果。

和田河气田碳酸盐岩岩心裂缝分维数及与物性的关系

和田河气田是塔里木盆地已发现的大型碳酸盐岩气田 ,其奥陶系储集层属于裂缝 孔洞型碳酸盐岩。应用分形理论研究该气田 4口井奥陶系 70m长岩心中的裂缝 ,将裂缝条数和统计用的岩心长度各取自然对数 ,二者之间呈现明显的正相关关系 ,4口井的线性相关系数都大于 0 .97。根据裂缝分维数的地质意义 ,位于构造轴部的井比位于边部井的分维数要大 ,表明构造轴部比边部裂缝发育 ;位于构造轴部的井分维数值由东向西依次减小 ,反映构造东部比西部裂缝发育 ;自上往下分维数值也依次减小 ,说明裂缝发育程度由上向下降低。这种分维数计算结果符合断背斜的裂缝系统分布特征。裂缝分维数与储集层物性具有较好的正相关关系 (与孔隙度的相关系数达 0 .90 49,与渗透率的相关系数高达 0 .9968)。通过计算裂缝分维数 ,可以定量预测裂缝 孔洞型储集层的裂缝发育带和有利储集层分布区 ,指导油气勘探。图 3表 3参

局部放电识别中分维数分布的研究

本文将分形理论应用于局部放电模式识别 ,从统计图谱中提取分形特征。在局部放电模式试验基础上 ,采用计盒数的分形维数算法 ,从大量的局部放电样本中提取分形网格维数特征参数 ,提高了局部放电模式的准确性。

不同粒径分布分维数铀矿石的浸出规律

为了研究堆浸铀矿石粒径分布对堆浸效果的影响,配置5组不同粒径分布分维数的铀矿样进行室内柱浸试验,测定不同时刻浸出液的铀浓度和pH值,计算对应时刻的浸出率和酸耗。结果表明:分维数越大的铀矿样,浸出液中铀离子浓度峰值出现得越迟、峰值越小,且在峰值出现后,铀离子浓度越大;在浸出初期,分维数越大的铀矿样,浸出率越低,这种差距在浓度峰值出现之前逐渐增大,峰值过后逐渐减小;而在浸出后期,分维数大的铀矿样的浸出率依次逐渐超过分维数较小的铀矿样的浸出率,并保持进一步扩大的趋势;在浸出初期,若要获得相同的浸出率,分维数越大的铀矿样,其酸耗量也越大,酸耗量的差距随着浸出时间的延长先增大而后逐渐减小;在浸出后期,要获得相同的浸出率,酸耗则出现相反的变化情况。

杨树树冠分维数与生长的相关关系

对用分维数表示的杨树冠层特征与生长量之间的关系进行研究。参试的 28 个杨树无性系 4 年生时的生长量存在显著的差异;用盒维数法表示的分维数(FD99)在无性系间也存在显著的差异,而用双表面积法估算的树冠分维数(FDa、FDv)在无性系间差异未达显著水平。相关分析表明:胸径与树高之间相关显著;而除用盒维数法表示的树冠分维数(FD99)与胸径生长相关达极显著水平外,其他情况树冠分维数与生长相关均未达显著性水平,表明并非叶面积越大生长量越大;树冠分维数与胸径生长相关明显大于与树高生长的相关。

林木复杂性状分维数计算软件(FDC1.0)的研制与应用

基于盒维数法,研制了一套计算平面图像分维数的软件FDC1.0。应用该软件研究杨树冠型、根系特征,发现以分维数表示的杨树冠型、根系特征能较好地代表林木的冠型、根系特征。FDC1.0是研究林木复杂性状较理想的工具软件。

新疆塔里木北部地区压、扭、张破裂面分维数D值测算

本文精测了新疆塔里木北部地区压、张、扭三类不同性质断层断面的起伏高度和长度,利用谢和平及Parisean(1994)的公式,测算了断面分维数D,又由D值测算了粗糙度JRC值,发现压、张、扭三类断层的D和JRC值有明显差别,所取得D值与美国的San Andrees断层的D值具有一定的相似性。

识别局部放电的新特征量——分维数的研究

用分形理论提取了局部放电信号的分维数 ,将其作为特征量进行局部放电信号的识别。研究表明 。

用小波和分维数方法处理喘振实验数据

本文针对离心压缩机喘振的实验数据，采用小波分析，发现喘振先兆的频率与后来发生的喘振频率接近，且喘振先兆和喘振均为周期性的脉动．用分维数方法进行处理分析，通过计算压缩机系统不同工况下的关联维数，可以看出关联维数是信号复杂程度的度量．以上工作为实施喘振的主动控制提供了依据．

时间序列分维数提取算法的研究

混沌时间序列的分维数是描述其混沌特性的一个重要参数．这里介绍的改进的分维数提取算法是在传统的Ｇ－Ｐ关联维数分析算法的基础上，结合奇异谱分析技术，构造了基于奇异谱分析的关联维数提取算法，克服了原始Ｇ－Ｐ算法抗噪声干扰能力较差的缺点，同时具有可靠性较高、结果精度较理想。

埕北30潜山岩心裂缝的分维数及与裂缝密度的关系

岩石破裂具有自相似结构 ,储集体构造裂缝的复杂形态及分布具有分形特征 ,岩心构造裂缝难以定量而准确地比较和评价。应用分形理论计算的埕北 30太古界潜山储集体花岗片麻岩和煌斑岩岩心构造裂缝的分维数分别为 1.0 0 0 6～ 1.2 5 37和 1.0 2 2 9～ 1.1399。进一步分析表明 ,两种岩性的岩心裂缝分维数和裂缝密度具有很好的正相关性。从而 。

基于分维数的土体裂隙表征单元体估算

由于干湿循环、剪切或其它作用,自然界土壤表面发育着大量裂隙。裂隙相互连接形成网络,裂隙网络是一个随机无序的系统,常规统计方法描述裂隙的分布特征存在很大的难度。网状土体裂隙一般具有分形特征,可以用分维数来进行描述。用数码相机拍摄土体表面的裂隙,将其转换成灰度图像,并结合分形理论,建立了摄影法测定土体裂隙分维数的方法,得到了土体裂隙的分维数。根据表征单元体的物理意义,建立了基于分维数估算表征单元体的方法,并对实例进行了分析。研究表明:分维数随裂隙密度,裂隙宽度和次一级裂隙发育程度的增大而增大;表征单元体与裂隙的密度均匀性和隙宽均匀性相关,基于分维数估算表征单元体的方法简便可行。

多孔介质孔隙的分形特征与分维数计算

本文讨论了多孔介质孔隙的分形特征及其定量描述指标——分数维的计算方法。同时给出不同类型多孔介质分维数的计算值。

细集料形貌的分维数评价及沥青混合料性能试验

采用体视显微镜与面光源结合的细集料形貌测量方法获取五种细集料在0.003 mm/pixel分辨率下的颗粒图像,运用颗粒分维模型,以分维数表征细集料形貌特性,开展了细集料形貌及其对沥青混合料性能影响的研究。分析结果表明:细集料分维数服从三参数威布尔分布且不同细集料的分维数具有显著差异;细集料分维数与沥青混合料的体积参数具有显著的线性相关性;随着分维数的增大,混合料的极限弯拉应变和冻融劈裂强度比均是先增加后减小,在一定范围内存在最大值;但细集料分维数对混合料高温稳定性的影响并不明显。

轴承-转子系统分岔参数的分维数识别法

广泛用于各行各业的转子系统的稳定性问题一直倍受关注· 而在当今失稳多是由于一些非线性现象的出现所引起,这就对转子系统的设计提出了更高的要求:考虑非线性因素,避开会出现非线性现象的不稳定参数点或区域· 若仅知未知系统的系列时间序列(有可能被噪声污染),如何识别系统运动性态的变化?为了探讨此问题,在本文中通过对一单盘Jeffcott转子的研究,得出了利用随参数变化的时间序列分维数趋势图,可以很好地识别轴承_转子动力系统发生分岔时的临界参数·

基于孔隙分维数的岩石分类方法

通过分析岩石孔隙结构的变化特征,提出采用孔隙分维数定量描述岩石的不规则程度,并根据岩石孔隙分维数的等差变化进行分类。以压汞资料为基础计算岩石的孔隙分维数,并建立了储层岩石品质指数与孔隙分维数的半对数关系,在此基础上建立了各类岩石的相对渗透率和毛细管压力的类属方法,将储层非均质性从对渗透率非均质表征延伸到了岩石与流体相互作用关系的表征。对胜利油区桩74断块东营组岩心压汞资料的处理结果表明,4种岩石类型覆盖了高、中、低渗透储层,各类储层的毛细管压力和相对渗透率关系特征基本上与其渗透率特征相对应。

3种冠型分维数求算法在杨树无性系中的应用

对盒维数法、双表面积法及贝氏法等3种树冠分维数估算方法在杨树无性系上的应用结果进行了比较。结果表明:双表面积法操作复杂且工作量大;贝氏法虽然操作简单但是精度太低;盒维数法具有操作简便、快速、重演性高、能充分反映树冠内叶面积的空间分布模式等优点,但目前仅能估算2维平面的分维数。相对而言,盒维数法应该是求算树冠分维数最理想的方法。树冠的分维数与树冠形状、树冠大小相关性不大,而与树冠内叶面积的多少密切相关,一般地,树冠内叶面积越多,树冠的分维数越大。

Zipf维数和城市规模分布的分维值的关系探讨

城市位序 规模理论和分形理论是研究城市系统的重要基础。前者可以较好地刻画城市的规模分布 ,后者可用来深入地解释城市规模的分布规律。其中 ,城市规模分布的分维值和Zipf维数是这两个基础理论中的重要参数。在研究我国城市规模的分布规律时 ,理论上可认为分维值和Zipf维数的乘积等于 1。但本文认为这种理论上的关系并不能直接套用到统计分析中去 ,如果城市规模分布的分维值和Zipf维数是利用对于样本的OLS (最小二乘法 )估计所得 ,两者的乘积应等于判定系数 (R2 )。最后我们对此结果进行了推导和证明 ,并对其所具有的理论意义和实践价值进行了简要阐述。

自然大气中非晶合金腐蚀界面的微观形貌特征与分维数分析

利用扫描隧道显微镜观察了大气条件下FeNiSiB非晶合金在自然大气环境下腐蚀前后表面的微观形貌特征,并对所获结果进行分析,以探讨非晶合金的微观结构与大气腐蚀行为的关系。结果表明:实验所用非晶材料的微观结构是由几个原子首先组成2纳米左右的颗粒团,此颗粒团经无序密堆,最后形成非晶合金。非晶合金结构具有自仿性,在微米、纳米尺度具有相同的分维数;在大气中非晶合金以2纳米左右的颗粒团为基本单元发生均匀腐蚀,且腐蚀前后非晶合金表面具有相同的分维数。