高铁基硅混凝剂形成铅絮体的分形维数分析

利用高铁基硅混凝剂及聚磷硫酸铁(PPFS)对含铅工业废水进行处理,考察含铅工业废水处理过程中分形维数对铅絮体的影响以及与铅离子去除率的关系。结果表明:对于模拟的含铅工业废水,高铁基硅混凝剂的最佳投药量(体积分数)为3.5×10-3,最佳的pH值为9.5,在此最佳条件下,铅絮体的分形维数最大,铅絮体最为密实,铅离子的去除率也最高,分形维数与铅离子去除率之间有良好的相关性;对于实际含铅工业废水,高铁基硅混凝剂的最佳投量为8×10-3,除率为92.5%,效果要好于PPFS;两种混凝剂的分形维数与铅离子去除率之间同样有良好相关性。     

优化分形维数计算方法

应用分形几何研究钢筋混凝土结构裂缝扩展形式。研究表明,结构表面裂缝的分形维数与结构力学性能之间存在良好的线性相关性;为了准确测定分形维数,结合工程实例,对比分析了盒计数网格法和数字图像盒维数法测得的分维值,并讨论了各自的优缺点及各自测定的条件,结论对分维值的准确测定能起到一定的指导作用。     

RGB图像分形维数计算方法研究

 在计算颜色表面的分形维数时,为充分考虑颜色表面的相关信息,提出将RGB图像的3个分量R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)重组为一个颜色矢量的思想,通过连接各像素点的矢量终端构建一个粗糙颜色表面,基于改进的投影覆盖法计算该表面的分形维数。与传统的灰度表面分形维数计算方法进行比较分析,分析结果揭示：与灰度表面维数计算方法相比,颜色表面维数计算方法通过以一个三维矩阵保存了RGB图像各像素点的R,G,B分量值,来更全面捕获真彩图像颜色信息,因而可以很好地克服灰度表面维数计算过程中出现的缺陷与不足——缺少对颜色的色彩和色饱和度的考虑。     

复合混凝剂的强化混凝效果及絮体分形结构变化

将聚合氯化铝(PAC)分别与高锰酸钾、水合二氧化锰进行复配而得到复合混凝剂,研究了两种复合混凝剂对微污染水源水的处理效果,并考察了投药量、投药方式对混凝效果的影响,同时还对混凝过程中絮体结构的变化进行了研究。结果表明,两种复合混凝剂均具有良好的去除浊度和有机污染物的能力,当PAC投量为15 mg/L时,两种复合混凝剂分别在KMnO4投量为0.1 mg/L、水合MnO2投量为0.15 mg/L时达到最佳混凝效果。絮体分维值能很好地描述絮体结构的变化规律,在混凝过程中,两种复合混凝剂的絮体分维值均表现出先增(均在360 s时达到最大值)后逐渐减小的规律,可见絮体经历了从小到大、从松散到密实再到松散的过程。     

纤维过滤介质孔隙率及其分形维数

为寻求纤维过滤介质孔隙率准确的测量方法及其内部结构的特性,采用计算机VB语言构建了三维纤维过滤材料模型,对其进行了内部结构孔隙率、表面光学视图孔隙率计算及分析,得出二维滤材孔隙率与三维滤材孔隙率存在的关系,提出一种简便的测试纤维过滤材料孔隙率应用于实际的方法,并且与真实纤维过滤材料孔隙率和电镜扫描下的纤维过滤材料孔隙率进行比对,利用分形数学理论求解出纤维模型二维切面条件下的分型维数,并得出切面平均孔隙率与切面分形维数的数学关联式。研究结果表明:电镜扫描孔隙率较三维真实孔隙率偏小,平均误差约为7%,过滤材料内部结构2/9和7/9处的切面的孔隙率与其三维孔隙率相同;纤维过滤介质具有统计分形特性,随孔隙率增加其分形维数减少,孔隙率减少其分形维数增加,得出的分形维数与孔隙率关联表达式与经典文献形式吻合。     

分形维数与级配的相关性分析

通过对分形理论的分析,将AC-16及SMA-16在级配范围内选取上限、中值、下限进行曲线拟合,得出6条曲线并求解分维值,进而得出分维值与不同级配之间的联系及规律,进一步验证了采用分形方法进行沥青混合料级配设计具有一定的实用价值的理论。     

基于分形理论的混凝控制研究

依据分形理论,针对混凝过程中原水水质、水量的变化,考察了絮凝体分形维数与混凝剂投量和沉后水浊度间的变化关系。结果证实,分形维数的变化能够很好地反映絮凝程度及混凝处理效果,从而为建立以分形维数作为主控特征参数的混凝投药系统提供了依据,并通过大量的基础试验为分形维数模型控制提供了参考。     

基于分形插值的Weierstrass函数图像的盒维数

本文基于分形插值方法,构造了生成Welerstrass函数图像的迭代函数系统,并在此基础上,得到其盒维数。     

基于植被根系分形维数的生态边坡位移场研究

植物根系与土的相互关系非常复杂,本文将根土复合体当作由土体、根系所联系起来的有机体,提出基于根系形态特征的固土机理数值分析方法,研究在雨水侵蚀力和坡面径流侵蚀力作用下,不同根系形态对土体位移场的影响。同时根据根系形态特征,研发了计算不同植物根系分形维数的分形软件Fractal 1.0,利用该软件能计算不同植物根系分形维数。选择常见护坡植物夹竹桃(Nenium indicum)作为研究对象,依据数值模拟中根系模型与实测根系形态分形维数的关系,研究了植物根系分形维数与边坡土体位移场的关系,给出了分形维数与边坡位移量的定量关系。随着分形维数的增大,根系生长活性增大,根系分枝数量和分枝长度逐渐增大,植入边坡土体后,边坡表层位移量能够有效减小,因此植物根系分形维数大小能够反映根系对边坡土体位移场的影响。     

天然低渗岩芯分形维数变化原因分析

基于相似维数的概念提出用常规压汞资料或图像分析测定天然低渗岩芯分形维数的方法,并推导分形维数的计算公式。利用油田的天然岩芯压汞资料数据绘制双对数曲线,并求出多孔介质分形维数,分析导致岩芯具有单一分形或多重分形的原因,得出如果沉积条件不变则分形维数唯一,而沉积条件发生明显改变则分形维数多变的结论。     

火灾烟雾碳黑分形凝并自保尺度分布

将分形凝并理论首次应用分析火灾燃烧物有焰燃烧烟雾碳黑凝聚现象，从理论上证明了火焰区及火焰区上方两个不同区域内碳黑颗粒凝并均存在自保尺度分布，并分析求解得出归一化总颗粒数目浓度与无量纲时间的变化关系及从单谱分布达到自保尺度分布所需实际时间。结果表明，碳黑分形现象对碳黑凝并存在很大程度影响，在火焰区内对碳黑颗粒自保尺度分布、总数目浓度变化影响较大，在火焰区上方对从单谱分布达到自保尺度分布时间影响较大，为火灾基理研究及发展探测技术开辟了新的途径。     

双波截尾模型在建筑物能耗分析中的应用

建立了干球温度和含湿量的双波截尾模型,用温频法将建筑负荷简化为干球温度和含湿量的函数,构建了建筑负荷的分布函数,结合一实际工程进行了建筑能耗分析,结果表明用双波截尾模型确定空调机组的设计制热、制冷量是可行的。     

上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析

根据上海地区办公楼、商办楼、宾馆和商厦能耗调研的数据，对上海公共建筑空调能耗的现状作了评价。认为上海建筑用能水平较低，用能不尽合理，提出用系统能量效率比用单位面积平均一次能耗量作为建筑节能的评价指标更为合理。     

武汉市公共建筑集中空调系统能耗分析

对武汉市9座公共建筑集中空调系统的能耗进行了调研，给出建筑能耗和空调能耗数据，并对数据进行了分析，指出武汉市集中空调系统的运行处于抑制需求和能源利用不合理的,提出提高节能意识，选择高性能设备，充分利用武汉市自然资源等降低能耗的措施。     

住宅能耗现状及节能措施

简述了我国住宅建设的能耗现状及其节能潜力,提出四条可行的有效的节能措施。     

公共建筑能源消耗定额的研究

给出了现阶段的建筑能源消耗指标,分析了建筑能耗与建筑功能、空调采暖冷热源、人员密度的相关性和既有公共建筑的节能潜力,探讨了确定建筑能耗的模拟方法。借助模拟软件DesignBuilder,给出了不同建筑功能的节能工况、20世纪80年代工况的能耗指标。研究了建筑能耗定额的制定方法,给出了现阶段公共建筑的能源消耗定额。     

污水的内含能及污水处理过程的耗能与节能

污水处理是一个高能耗、低能效的复杂过程。改变传统认知,将污染物当作能量物质加以资源化,回用于水处理过程或者产品化,可改变污水处理的能耗。以城市污水与焦化废水为例,分析了水质中污染物具有的内含能形式,并探讨了两种计算方法,指出内含能利用的两类可能途径和最大限度。基于热力学基本定律与污水水质特征,辅以适当的当量假设,分析了污水处理过程中的不同形式能量消耗及其原因,运用能流图表达了两个具体案例的能量转化与分布规律。比较了污水处理两类节能评价方法的优异性,提出了未来水处理可能的节能新途径。在加深污水内含能认识的基础上,结合相关产业与工艺技术,分离回收有价值成分,如营养物(氮、磷)、重金属等,并获得水资源的再利用,以间接补偿处理过程的能耗,从而实现节能目标。     

基于能耗模拟的北方新农村典型居住建筑能耗影响因素分析

依据对北方地区农村居住建筑的调研结果,选取3个典型设计方案,建立典型新建农村住宅模型,使用建筑能耗模拟软件DeST-H对其在寒冷地区的能耗进行模拟,对能耗影响因素进行定量分析,讨论了每种建筑模型在不同围护结构条件下的负荷情况,并综合建筑节能效果、舒适性和经济性给出北方农村新建住宅建筑可行的节能措施。     

南方地区居住建筑不同节能方案能耗分析

采用美国大型能耗模拟软件,对南方地区居住建筑能耗进行了分析计算,得出采取不同建筑节能技术后建筑的节能效果,对建筑节能设计具有一定的参考意义。     

酒店建筑能耗及空调系统能耗合理性评价

以实例分析了国内有代表性的大型酒店建筑近三年的建筑能耗、空调系统能耗和营业额现状,提出了可反映使用水平和营业水平的建筑能耗占用率Ijn作为建筑能耗的评价指标和空调系统能耗占用率Ijkn作为空调系统能耗的评价指标;通过统计分析给出了Ijn和Ijkn对应的节能型、合理型和浪费型三个评价标准的取值范围。通过对八家酒店使用该两项评价指标进行评价的结果,认为新指标的评价结论更准确、符合实际,可为酒店节能潜力分析和建筑能耗管理提供参考依据。