四川旱涝灾害时间分布序列的分形特征研究

本文采用分形理论计算了四川旱涝灾害时间分布序列的分数维，其结果初步证实了四川旱涝灾害时间分布在一定区间范围内的无标度性。无标度区的跨度及相应的分形维数可作为四川旱涝灾害自组织程度的量度。     

自然灾害的自相似性质

本文分析了多种自然灾害的致灾因子和致灾损失的频次—大小关系，结果表明，普遍服从幂指数分布律，表明存在自相似性和可用分数维度量。地震和洪水等突发性灾害及其造成的损失自相似最明显，分数维可在２～３个量级区间成立。不同文种、致灾因子和致灾损失的分数维值似与成灾机理、影响因子的复杂程度有关．     

泥石流灾害的分形研究

复杂性是各个学科面临的共同难题,分形理论作为解决复杂性问题的有力工具被提出以来,得到了广泛的应用.在泥石流灾害中的应用也得到不断深入研究.本文在结合前人研究的基础上,从泥石流发生机理、泥石流堆积、泥石流沟谷形态和水系的发育演化以及泥石流预测四个方面论述了分形理论在泥石流灾害研究中的应用,将分维作为表征泥石流灾害系统的有效参量,揭示了泥石流灾害中的某些规律,反映了泥石流的一些本质现象.     

SOLUTE TRANSPORT IN THREE‐DIMENSIONAL SATURATED POROUS MEDIA HAVING SELF‐SIMILAR HYDRAULIC CONDUCTIVITY DISTRIBUTION1

ABSTRACT: Customarily, it has been assumed that hydraulic conductivity is a stationary, homogeneous stochastic process with a finite variance for stochastic analysis of solute transport in the subsurface. That the distribution of hydraulic conductivity may have a fractal behavior with long range correlations was suggested from field data analyses. This motivates us to further investigate how the fractal behavior of permeability distribution impacts solute transport in porous media. This study provides longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients and the variance of the solute concentration. Longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients are found to depend strongly on the fractal dimension (D) of logarithmic hydraulic conductivity (logK). The longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients are the highest when D = 1, and the values decrease monotonically to zero at D = 2. Both coefficients correspond to the characteristic length scale of the logK distribution, thus are scale dependent parameters. The ratio of the transverse to the longitudinal macrodispersivity coefficient is on the order of 10^‐1 to 10^‐4. Concentration variance also decreases with the fractal dimension of logK. There is no spatial spreading of solute for D = 2, and the concentration variance reaches zero for this case.     

关联维数在机械设备故障诊断中的应用研究

研究了混沌与分形的特征参数———关联维数的计算方法和参数的选择。以滚动轴承在正常、外圈故障、滚动体故障、内圈故障4种状态下的信号特征为标准样本,以其运行的实测信号为例,对时域信号进行了频谱分析,并进一步进行了关联维数分析。通过对滚动轴承振动信号的关联维数分析,证明了该轴承在4种不同标准状态下具有明显不同的关联维数特征。因此,按照相关性的大小,就可诊断出实测信号属于外圈故障状态信号。研究结果表明,关联维数分析方法在设备状态监测与故障诊断中,尤其是在非线性系统的故障诊断中显示出其独特的优势,具有较为广阔的应用前景。     

煤矿火灾过程仿真模拟系统的研究

以煤矿火灾理论和仿真模拟理论为基础，建立了描述煤矿火灾烟流扩散和风流状态的数学模型。运用面向对象技术和三维虚拟现实技术，开发了煤矿火灾过程三维动态仿真模拟系统。该系统通过逼真、形象的三维可视化，模拟火灾发展趋势，实现了火灾数值模拟与灾害现象真实描述的有机结合，为煤矿火灾影响范围和危害程度的预测提供了切实可靠的决策依据。     

城市地表灰尘颗粒体积分形特征及其吸附性

以地表灰尘颗粒分析数据为基础,运用分形模型,分析了芜湖市高新技术开发区地表灰尘颗粒的分维数.结果表明:19个地表灰尘样品的粒径较粗,粒径的平均值多出现在140～230 gm之间,峰值多出现在200～400 μm之间;分维数为2.5392～2.7408.平均值为2.665 7,pH值为7.97～12.36,平均值为10.22,呈较强的碱性.分维数与pH值之间的相关系数r=-0.221 0,相关性不明显;地表灰尘分维数对吸附性的影响效果不明显.     

一种异养生物膜(heterogeneous biofilms)活细胞生物量的空间变化

根据文献数据研究了一种正常发育的异养生物膜中活细胞生物量的空间变化特征,运用双自然对数相关分析和分形几何学分析方法发现：异养生物膜中活细胞生物量与生物膜的表面积或面积之间具有显著的双自然对数正相关关系;活细胞生物量在空间上呈现异速生长特性和分形几何学生长特征;活细胞生物量的分维值（D）指示了活细胞生物量在生物膜中空间分布的非均匀程度,并因随生物膜发育阶段变化而能够指示生物膜系统的发育演化进程,将生物膜活细胞生物量和分形几何学结合起来,提供了一种相对目前流行的像素分析法更为简便的认识生物膜空间结构及其变化的新方法。     

新疆玛纳斯河流域水资源及水文循环二元分化研究

根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,玛纳斯河流域绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但人工绿洲却在平原区水资源再生循环竞争中居于优势地位,人工补给已占总补给量的73.5%,人工开采已占总排泄量的41.78%,平原区水循环发生了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,人工绿洲水分垂向循环加强,蒸发下渗量加大,而天然绿洲及过渡带水平方向径流通量减少,可利用生态水量大幅减少,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。     

旅游景区(点)系统空间结构随机聚集分形研究——以南京市旅游景区(点)系统为例

根据旅游景区(点)系统自组织演化的特征,以南京市旅游景区(点)系统为例,采用随机聚集分形的方法对其空间结构进行了研究。认为景区(点)系统的演化类似于有限扩散集团凝聚模型,得出景区(点)系统空间结构是分形的,具有比较明显的随机聚集分形结构,在不同的地理区域上表现为不同的系统演化时段,空间结构上的向心性作用也有强弱之分,从系统的聚集中心向四周是景点密度衰减的。指出随机聚集维数的测算与分析是景区(点)系统空间结构自组织优化趋势的判据,同时提供了优化的途径。