基于分形学的瓦斯爆炸事故时序数据分析模型及应用

针对煤矿瓦斯爆炸灾害子系统的复杂非线性动力学特性,以南方某省1958—2007年的煤矿瓦斯爆炸事故发生数构建时间序列,应用霍斯特时间序列数据的标度行为,提出瓦斯爆炸时间序列的重标极差分析(R/S分析)方法。结果表明:瓦斯爆炸时间序列的霍斯特指数为0.550 2,分形维数为1.449 8,其分式布朗运动轨迹表现出一定的持久性和非高斯性。为诊断瓦斯爆炸事故时间序列变异年份,对时间序列进行分段R/S分析,获得变异年份为1974年,以1974年为分界点构成2个时间序列,霍斯特指数分别为0.589 1和0.697 5,分形维数为1.410 9和1.302 5,与煤矿瓦斯爆炸事故时间序列的持久性趋势一致。煤矿瓦斯爆炸事故时间序列看似无序却蕴藏规律,反映了系统的动力学变化特征,R/S分析方法可以描述煤矿瓦斯爆炸事故时间序列的动力学特征。     

加载絮体形态对短流程超滤膜污染影响效应

以聚硫酸铁（PFS）为混凝剂,微砂为载体颗粒,系统考察了采用加载絮凝-超滤联用工艺净化含高岭土、腐植酸和锑[Sb（Ⅲ）]的模拟原水过程中,不同PFS和微砂投加量条件下加载絮体形态特性以及其对超滤膜通量衰减、膜污染可逆性和宏观出水水质等的影响,并分析了膜污染机理.结果表明,PFS投加量对絮体形态及膜滤效能和膜污染影响显著,且投加量过少或过多均会产生不利影响,以30mg/L为宜;与不投加微砂的工况相比,加入微砂更易于形成大而结构较为松散的絮体,可有效削弱不可逆膜污染,并获得较为稳定的超滤出水水质;超滤末端膜比通量与絮体平均粒径呈良好的正相关性（R²=0.8774）,但因加载絮凝体系中引起分形维数变大的不同类型颗粒（包括小粒径范围絮体和未被加载絮体捕获的微砂）对超滤净水过程产生的影响各异,致使膜通量与分形维数的负相关性较差（R²=0.5760）.     

磁絮凝高效处理高浊度废水的性能及机理研究

自来水供水厂在运行过程会产生大量高浊度废水,其中富集了许多微生物、有机物及无机杂质,若直接排放会严重污染河流水体及周边土壤.采用磁絮凝工艺处理自来水厂供水过程中产生的高浊度废水,通过单因素和正交试验考察了聚合氯化铝(PAC)投加量、磁种(Fe3O4)投加量、废水初始pH值和沉降时间对废水中浊度、COD和UV254去除效...     

不同染料化合物在颗粒活性炭上的分形吸附规律

研究了颗粒活性炭对6种染料的吸附特征,结果表明,它们的吸附等温线均符合Ffendlich方程;由此计算出颗粒活性炭的表面分形维数均处于2到3之间．不同染料吸附时计算出的分形维数不同,吸附染料过程是在分形表面上发生的反应．吸附动力学过程分为快速吸附和慢吸附两个阶段,而且溶液中剩余染料的浓度变化动力学符合方程：Cout∝t^-α,表明该过程具有类分形动力学特征;并由指数α计算上述动力学反应的分形维数D．在实验的温度范围内,6种染料的吸附量和速度均随着温度的升高而增加;绿色染料吸附时的类分形动力学参数指数α和分形维数D也随之升高,而其它染料不呈现类似的规律．     

溶气气浮过程动力学模型的分形观

凝聚/絮凝过程中形成的絮体通常具有分形几何结构,导致絮体的密度、渗透性发生了变化,从而对于固液分离过程(沉淀、气浮和过滤)带来很大的影响。本文基于前人对于絮体分形的研究成果,建立了絮体与微气泡之间接触碰撞的动力学方程、絮体/微气泡聚集体在水中上升的分形速率方程。絮体与微气泡间的相对尺度和流态的不同会有不同的碰撞机制,相应的动力学方程式与絮体的分形维数也有不同的关系。     

烟颗粒对太赫兹波衰减特性的影响研究

太赫兹成像系统相对于普通红外线成像系统而言,其受温度和烟雾密度的影响较小,将其引入火场环境侦测中能较好地解决火场环境能见度低的问题.但太赫兹波在火场烟气环境中传播时,会受到烟颗粒的吸收和散射作用影响,造成其传播特性发生变化,因此有必要开展烟颗粒对太赫兹波衰减特性的影响研究.采用离散偶极子近似法进行模拟运算,结合烟颗粒分...     

聚合氯化铝-腐殖酸(PACl-HA)絮体的物理与分形特征研究

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PACl-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PACl-HA絮体具有无定形结构,主要组成元素为C、O、Al,所含特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮体的BET比表面积为130～161 m²·g^-1,BJH累积吸附孔体积为0.38～0.52 cm³·g^-1,BJH脱附平均孔径为7.7～9.6nm,PSD峰值对应孔径8.4～11.2nm.PACl-HA絮体具有自相似性的粗糙表面,呈现多尺度分形特征;图象法和N₂吸附/脱附等温线法确定的表面分形维数Ds分别为2.03～2.26、2.24～2.37,前者的分形尺度大约处于23～390nm之间,主要属于絮体外表面尺度,而后者的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度;另外,对同一絮体,N₂吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数不同.热力学模型计算出的D_s远大于3,与Sahouli等的研究不符.     

图象法确定底泥颗粒物的表面分形维数(Ds)

研究了不同标度下底泥颗粒物的表面分形特征.结果表明,底泥颗粒的表面在几个nm到几个μm之间一般都具有多重分形特征,而且在不同的标度范围内表面分形维数(Ds)具有一定的差异,在100-102量级之间,随图象分辨率的增大,相应的Ds一般呈变小的趋势.SEM图象计算出的Ds为2.32-2.42,AFM图象计算出的Ds为2.00-2.46,它们是是纯粹几何意义上的表面粗糙特征的描述.     

Effects of mobile phone use on driving performance in a multiresource workload scenario

Objective: This study explores the influence of mobile phone secondary tasks on driving from the perspective of visual, auditory, cognitive, and psychomotor (VACP) multiple resource theory, and it is anticipated to benefit the human-centered design of mobile phone use while driving.

Methods: The present study investigated 6 typical phone use scenarios while driving and analyzed the effects of phone use distractions on driving performance. Thirty-six participants were recruited to participate in this experiment. We abandoned traditional secondary tasks such as conversations or dialing, in which cognitive resources can become interference. Instead, we adopted an arrow secondary task and an n-back delayed digit recall task.

Results: The results show that all mobile phone use scenarios have a significant influence on driving performance, especially on lateral vehicle control. The visual plus psychomotor resource occupation scenario demonstrated the greatest deterioration of driving performance, and there was a significant deterioration of driving speed and steering wheel angle once the psychomotor resource was occupied.

Conclusions: Phone use distraction leads to visual, cognitive, and/or motor resource functional limitations and thus causes lane violations and traffic accidents.     

分形及其在地震研究中的应用

本文简要介绍了分形的基本理论,对分形在地震研究中的应用进行了阐述.着重介绍了近年来地震分形在地震预报中应用的一些成果.在此基础上,提出了作者对于开展进一步工作的意见,认为应该对区域和全球的地震分形进行全局性、系统性的研究,逐渐探索地震分形的物理机制和动力学机制,从而在地震研究上取得新进展.