岱海湖泊岸线形态变化研究

湖泊的岸线特征是表征湖泊形态特征的一项重要内容,应用分形理论对岱海湖泊的湖岸线形态变化进行研究,计算了湖泊岸线发育系数和湖泊岸线分维数。探讨了这两个标度的关系,并用来表征湖泊形态的动态变化。结果表明单一标度不能完整地表征湖泊的形态变化情况,还需要作长序列的研究。     

交通方式对城市空间形态的影响——以芜湖市为例

城市交通方式和道路系统的布局对城市的规模和空间结构具有重大影响。以芜湖市为例，通过对不同历史时期的比较，提出了城市在水运时期的单侧带状布局、陆路时期的放射布局和综合高速交通时期的都市区三种空间布局形式。此外，借用长度-半径维数模型与关联维数模型对交通方式与城市空间形态之间的关系进行了论证和探讨。     

对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附机制及表面分形研究

研究了对硝基苯酚(p-NP)在高炉水淬渣(WBFS)上的吸附情况,用电镜扫描(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、比表面积测定仪(BET)等对高炉水淬渣的理化性质进行了表征.通过批量平衡实验,从动力学和热力学角度探讨了对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附作用机制.结果表明,吸附等温线能较好地用Freundlich模型来描述.ΔH和ΔS值分别为3.29 k J·mol~(-1)和4.66 J·(mol·K)~(-1),表明对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附是属于吸热熵增的过程,无化学键等强作用力.ΔG值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对对硝基苯酚吸附的自发性与温度呈正比.高炉水淬渣对对硝基苯酚的吸附可分为快速的表面覆盖和慢速的内部扩散吸附2个过程,整个吸附过程符合伪二级动力学模型.运用Freundlich吸附分形模型计算了不同温度下高炉水淬渣表面的分形维数D分别为2.78、2.80、2.84以及2.87,表明高炉水淬渣的表面确实存在着分形现象,温度越高,D值越大.     

引入分形维数的混凝动力学方程数值求解

运用Smoluchowskj基本原理,建立了引入絮凝体分形维数的混凝动力学模型.该模型在絮凝过程中考虑了不同时刻形成的絮凝体中引入的初始颗粒数目和空隙率,并以此来推求不同时刻形成的絮凝体所对应的分形维数.采用有限差分法对建立的混凝动力学模型进行了数值计算.结果表明,初始颗粒的结构特征和碰撞效率是影响絮凝体粒径分布的主要因素.初始颗粒的分形维数和碰撞效率越大,絮凝体粒径分布越宽泛,大尺寸的颗粒所占的份额越多.同时计算结果表明,絮凝体的分形维数有随其粒径增大而逐渐降低的趋势,其原因是絮凝体的成长粒径与絮凝体中所包含的初始颗粒增长速度不成比例.以腐殖酸为混凝对象,采用硫酸铝作为混凝剂进行混凝实验,并以其初始絮凝条件作为数值计算初始条件,研究表明数值计算分析结果和模拟结果吻合较好.     

大学校区环境实验室内外空气中PM10的形貌与元素组成

研究了北京某高校环境实验室内外空气中PM10的形貌特征与元素组成.结果表明,PM10的FESEM图像中燃煤飞灰的粒子数目最多,且PM10中绝大多数颗粒均小于2.5μm,为大气细粒子.燃煤飞灰的平均粒径最小,烟尘聚集体的平均粒径稍大于矿物颗粒,而且烟尘聚集体和燃煤飞灰算术平均直径均呈现室A外≥室A内＞室B内的规律.而矿物颗粒算术平均直径却呈现室A外＞室B内＞室A内的规律.从室A外到室A内,PM10中烟尘聚集体和燃煤飞灰的数目比例均下降,而矿物颗粒的数目比例却增加了近1倍;从室A外到室B内,PM10中烟尘聚集体数目比例下降了很多,而燃煤飞灰和矿物颗粒的数目比例均增加了.化学组成的聚类分析和三元图分析结果表明,室A外的矿物颗粒主要为钙长石,室A内的矿物颗粒主要为伊/蒙混层矿物、硅酸钙,室B内的矿物颗粒主要为长石类矿物和少量的白云石和石膏,其中的石膏可能是大气中均相与非均相反应的产物.基于FESEM形貌和分形维数的计算结果证明,燃煤飞灰不具有分形特征,而烟尘聚集体和矿物颗粒具有分形特征.矿物颗粒的D1均小于烟尘聚集体D1,其边界的不规则程度低,而矿物颗粒的D2均远大于烟尘聚集体D2,其具有更为密实的结构.     

混凝絮凝体的分形与沉降特性实验研究

在混凝絮凝体的分形与沉降特性实验研究中,通过自行设计的絮凝体混凝、沉降、观测功能的一体装置,求出了在不同混凝工况下所形成混凝絮凝体的分形维数和沉降速度,并分析了相应的变化趋势和原因。     

湖泊水-沉积物界面三相结构模式的初步研究

论述了湖泊水-沉积物界面研究中传统的两相结构模式及其存在的不足,讨论了生物相在湖泊水-沉积物界面中的存在和作用,初步构建了界面三相结构模式,明确了其结构模式和特征,并提出了今后关于界面研究的重点科学问题.     

汶川大地震余震等待时间序列——基于混沌理论的研究

根据混沌理论,对汶川大地震余震等待时间通过相空间重构,应用互信息法、Cao方法确定出重构参数,并分别计算了该序列的关联维、最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵等特征量。结果表明汶川大地震余震等待时间序列中存在明显的混沌特性,是非线性混沌动力系统演化的结果;并对余震等待时间序列的混沌性态及其产生的根源进行了简单的探索。研究结果可进一步研究汶川大地震余震等待时间序列的复杂性、演化规律及预测参考。     

云南省近500年旱涝灾害时间序列的分形研究

根据云南省近500年的旱涝灾害时间分布序列,应用R/S分析,预测了未来旱涝灾害的发生时间,但预测时间尺度不同,结果也不同,因此仅从旱涝灾害发生的时间序列本身来预测,需确定其能够预测的时间范围;应用Smalley算法分别对云南省干旱和洪涝灾害的时间序列特征进行分析,干旱年发生时间序列的分形维数为0.5498,洪涝年发生时间序列的分形维数为0.4923,具有明显的分形特征,均小于Cantor集合的0.6309,可见云南省旱涝灾害发生的自组织程度可能会提高。分形研究的结果反映的仅是云南省近500年旱涝灾害时间序列的平均状况,由于旱涝灾害的分布具有空间差异,因此需分别研究不同程度灾害区旱涝时间序列的分形及多重分形特征。     

不同泥龄下活性污泥絮体性状的研究

采用序批式反应器对不同泥龄下污泥絮体的化学性状(胞外聚合物成分及含量)、物理性状(表面电荷)、形态性状(粒度分布、分形维数)等进行了对比研究.结果表明:泥龄对胞外聚合物总量及各组分含量的影响规律并不明显;多糖/蛋白质愈大,污泥絮体表面电负性愈强;污泥絮体的平均粒径随泥龄的延长呈逐渐减小的趋势,且粒度分布愈来愈均匀;不同泥龄下,污泥絮体形态结构亦不相同,泥龄短时,絮体表面粗糙,结构开放疏松;泥龄长时,絮体表面平滑,结构紧凑;随着泥龄的增大,絮体分形维数逐渐增加.由于不同泥龄下所表现出的污泥絮体性状的差异,直接影响了污泥的絮凝和沉降性能.