复合材料热结构孔隙缺陷表征与分形维数评价

受制备工艺约束,复合材料热结构内部的基体会存在不可忽视的细观孔隙缺陷。本文基于航天材料及工艺研究所制备的热结构CT图像开发了一种能够识别基体细观缺陷的机器学习模型,通过将注意力机制模块与深度学习框架进行结合,利用注意力机制模块能够关注特定预期分割目标区域的特点,实现对热结构CT图像进行图像分割,试验证实本方法能够识别局部细观孔隙等缺陷,提升图像分割的精度。为了定量分析缺陷的几何形貌,本文提出采用分形维数对其进行表征,最后重点研究热结构制造缺陷的形貌定量分布规律。

铣刨工艺对旧沥青路面材料特性的影响

为降低沥青混合料回收料(ReclaimedAsphalt Pavement,RAP)的变异性,本文对沥青路面铣刨过程进行动态监测,通过控制不同铣刨深度及铣刨速度,量化表示其对RAP的细化度模数、结团率及分形维数的影响,为施工过程中铣刨机的参数设置提供参考。结果表明:5cm铣刨深度细化程度最高,4m/min铣刨速度回收的旧料细料结团程度较低;为控制回收统料结团程度以及级配变异性,宜采用中面层单独铣刨;综合考虑铣刨机工作效率、旧料级配细化和旧料利用率等方面因素,宜控制铣刨速度为8m/min。

石墨烯改性Ag/AgCl电极的表面特性研究

通过在Ag/AgCl电极中添加一定含量的石墨烯,研制出可快速建立极差稳定的新型电极。针对新型电极进行电化学性能测试与扫描电镜测试,发现加入石墨烯后,Ag/AgCl电极出现层状结构,表面特性提高,且石墨烯含量越高,电极极差稳定时间越短,极差越小。引入分形理论,针对石墨烯改性Ag/AgCl电极的微观结构图像进行分维分析,结果表明,电极表面微观结构图像具有统计自相似性,石墨烯的含量越高,其相应的分维数D越大,电极表面分维数的量值与表面特性存在一定的相关性。相关研究可以作为微观结构分析的补充,具有推广应用价值。

Barnsley-Elton-Hardin的一个定理的修正

Barnsley等在关联矩阵不可约的条件下,得到了递归FIF的分形维数公式.本文首先指出该维数公式是错误的,然后给出新的维数公式,并且新维数公式没有关联矩阵为不可约的限制条件.

库布齐沙地滴灌人工林土壤水分运移及其与土壤分形特征的关系

以典型人工林为研究对象,基于激光粒度衍射法测得土壤粒径分布并计算单重及多重分形维数,通过大田试验明确灌水及水分再分布过程湿润锋动态变化规律,并采用通径和冗余分析等手段探究湿润锋运移与分形特征的联系。结果表明:(1)库布齐沙地滴灌人工林湿润锋水平及垂向运移可分别用对数函数(R^(2)=0.941~0.990)和幂函数(R^(2)=0.958~0.996)描述;(2)在砂粒占比高于70%、黏粒占比低于2.5%土壤条件下,利用粉粒、黏粒含量构建的多元回归模型能较好地计算停灌后二维水分运移距离(R^(2)=0.839~1.000),但对停灌前适用性较差(R^(2)=0.243~0.403);(3)单重分形维数(D)和信息维数(D_(1))、信息维数/容量维数(D_(1)/D_(0))、关联维数(D_(2))均与砂粉比呈负相关,而滴灌形成的湿润体体积与砂粉比正相关,且D较D_(0)、D_(1)、D_(1)/D_(0)、D_(2)更能解释土壤砂粉比差异对湿润锋运移的影响。滴灌下人工林水分运移满足函数定量关系,砂粒占比高于70%且黏粒占比低于2.5%时,土壤质地越粗则湿润体体积越大,可在灌溉策略制定时进行土壤粒径分析,节约决策成本。与库布齐沙地相似环境条件下,滴灌时长6 h流量3.0 L/h时,速生杨和榆树林在停灌后48 h需启动下次灌溉,沙柳和旱柳林则不需要。

基于低温氮吸附的彬长矿区4号煤孔隙分形特征研究

为提升对彬长矿区4号煤孔隙结构特征的定量表征及认识,以促进煤层气的高效开采,采用低温氮吸附、工业分析、常规物性等测试手段,分析其孔隙形态、比表面积、孔体积、孔径分布等特征,结合FHH模型计算孔隙分形维数,讨论分形维数与工业成分、孔隙结构参数、吸附回线、物性之间的关系。研究表明①彬长矿区4号煤储层孔隙形态多样,依据吸附回线的形态可将其孔隙结构划分为3类Ⅰ类孔隙形态以墨水瓶状孔为主,Ⅱ类以一端封闭的圆筒形孔或平行板状孔为主,Ⅲ类以两端开放的尖劈形孔为主。②分形维数介于2.5833~2.8774之间,平均为2.6686,孔隙微观非均质性较强。③分形维数与微孔孔容比、孔比表面积比呈强正相关,与过渡孔和中孔孔容比、孔比表面积比及平均孔径有强负相关性。微孔是控制孔隙结构发育与孔隙非均质性的最主要因素。

可容空间与沉积环境变化对砂、砾岩自组织程度的影响

利用分形几何学原理研究了可容空间与沉积环境变化对砂、砾岩自组织程度的影响。通过研究表明 ,层序由水进体系域演化到高水位体系域 ,自组织程度不断降低。滩坝砂、砾岩沉积与辫状分流河道沉积的自组织程度相近 ;而盆底扇砂、砾岩体颗粒分布自组织程度较差。