一次大气颗粒物投影轮廓分维研究

构建了一次大气颗粒物投影轮廓分维模型,并以高精度数字光学显微系统为基础,测算了广州市3种一次大气颗粒物颗粒样品的投影轮廓分维,结果验证了颗粒投影轮廓分维数学模型的合理性,形成了一套简约的一次大气颗粒物投影轮廓分维分析方法。结果还表明一次大气颗粒物投影轮廓分维个数频率分布曲线呈＂S＂型,且一次大气颗粒物对数投影轮廓分维分布曲线呈对数正态分布;3种一次大气颗粒物样品中,柴油汽车排气管中沉积颗粒和餐饮过程产生的颗粒不规则程度相对低,其偏离圆的程度小,粗糙度较小;而粉煤灰颗粒的相反。     

水泥颗粒粒度分布分形维与其胶砂抗压强度的关系研究

为研究水泥颗粒粒度分布分形维与其胶砂抗压强度的关系,利用粒度分布分形维的计算模型分析了有关文献报道的10种水泥颗粒粒度分布分形维值,结果表明:定量表征其分形特征的分形维值在2.325～2.435之间,各水泥颗粒粒度分布具有分形特征;分析了水泥颗粒粒度分布分形维值与水泥3d抗压强度、28d抗压强度的关系,分析表明:化学组成和矿物组成基本相同的条件下,水泥颗粒粒度分布分形维与水泥胶砂的3d、28d抗压强度具有较好的正线性相关关系。     

粉体颗粒流动性的分形维测试法

粉体颗粒粒度分布分形维能很好的表征颗粒群粒度分布.本文通过建立数字显微颗粒粒度分布分形维数值的数学模型,探讨粉体流动参数与颗粒粒度分布分形维数值间的关系,确认颗粒粒度分布分形维数值可以用于表征粉体流动性,形成了可靠和简洁的粉体流动性能测定新方法.     

聚合物基复合材料断面轮廓曲线的测量技术及其分形维数的测算方法研究

聚合物基复合材料的断面具有限层次的分形结构。首先介绍了触针式轮廓仪测量技术、微型貌图仪测量技术、光干涉显微测量技术和SEM测量技术等常用的材料轮廓曲线的测量技术的工作原理及其适用范围;其次分析了包括垂直界面法、尺码法、盒维数法、方差法、结构函数法、协方差加权法、功率谱法和均方根法在内的现有轮廓曲线分形维数的测算方法的基本原理。最后,文章指出该研究领域的主要发展方向。     

基于分形理论的岩相图像识别与分析

基于分形理论 ,应用计算机数字图像处理技术 ,提出了一种岩相图像识别与分析的新方法。在对典型岩相图像进行图像处理的基础上 ,介绍了岩相轮廓的顺序跟踪识别方法 ,给出了岩相轮廓分形维数的具体计算公式和方法 ,最终得到不同岩相轮廓的分形维数。通过比较不同岩相的分形维数可知 ,同一种岩相轮廓具有比较接近的分形维数 ,而不同岩相分形维数相差较大 ,这说明分形理论可用于岩相图像识别与分析。     

淮南煤焦颗粒内部孔隙结构在燃烧过程中的变化

用氮气等温吸附/脱附（77 K）方法测量了淮南低变质煤及其在850℃条件下燃烧得到半焦的内部孔隙结构.通过分析得到有关煤焦颗粒内部孔隙结构的参数及其与燃尽率之间的关系.由吸附/脱附曲线判断煤焦孔洞的形状呈多样性.结合吸附理论,认为分形BET和分形Freundlich方程回归得到的分形维数分别表征颗粒内部大中孔表面分形维数和微孔体积分形维数.发现在燃烧过程中煤焦的表面分形维数及体积分形维数具有不同的变化趋势.     

储层损害过程岩心孔隙分布特征的分形描述

针对油井生产过程中粘土矿物颗粒导致储层损害现象,分析了堵塞前后用离心法测得的毛细管压力曲线特征、分形维数以及相对渗透率曲线的变化规律。结果表明,被粘土矿物颗粒堵塞的岩心具有较低的原始含油饱和度和较高的残余油饱和度;粘土矿物颗粒的堵塞使岩心孔隙结构更趋于复杂化,使储层孔隙非均质程度增加,表现为岩心孔隙分布的分形维数增大;相对渗透率曲线上,收缩的孔隙分布就使得两相区含油饱和度的宽度变窄,残余油饱和度增加,采收率降低,从而容易导致油井被过早废弃。     

离心毛管压力曲线分形特征研究

根据分形理论,对某油田区块的离心毛管压力曲线进行分形研究及分形维数的计算结果表明,离心毛管压力曲线具有很好的整体分形特征,比较驱替毛管压力曲线和吸入毛管压力曲线的分维值,发现两者相差很小,具有很好的一致性,说明它们都能较好的描述该区块的孔隙特征;另外,对驱替毛管压力曲线进行分段线性回归后发现,分段分形线性回归相关性好于整体分形,但整体分形更能反映储层岩心的孔隙结构特征。计算的驱替毛管压力分维值和岩样的渗透率有较好的对数关系,和孔隙度具有一定的线性相关性。     

基于分形维数对纳米二氧化硅颗粒分散性的量化表征研究

开发了一种基于分形维数来表征纳米颗粒团聚行为的方法，通过对纳米SiO₂颗粒的透射电子显微镜的图片进行分析，并借助冷冻切片技术对硅橡胶中的SiO₂分布状态进行观测和分形维数的计算，探究了分形维数与吸油值、表面羟基数、力学性能等的关系。结果表明：纳米颗粒的团聚程度越大其分形维数越大；通过对纳米SiO₂补强硅橡胶的超薄切片的分形维数的计算可知，在聚合物中的纳米颗粒的团聚也呈现相同的规律，即分形维数越大团聚程度越大；此外，分形维数越大，纳米SiO₂的吸油值越小，表面羟基数越少，硅橡胶片的拉伸强度、撕裂强度及邵尔A硬度则越大。     

镀层表面轮廓曲线分形维数计算方法的评价

镀层表面轮廓曲线具有分形结构,可以用分形维数(D)来定量表征。为了验证现有D值测算方法的准确性,利用W–M分形函数生成了具有不同D值的标准表面轮廓曲线,并用垂直截面法、尺码法、盒维数法、方差法、结构函数法、协方差加权法、功率谱法、均方根法共8种方法计算了其D值。研究表明,尺码法的相对误差范围在6.20%~22.77%之间,平均相对误差最大,为16.76%;其次是协方差加权法,其相对误差范围为2.17%~21.35%,平均相对误差为11.73%;盒维法、功率谱法和方差法的平均相对误差分别为8.61%、6.92%和5.25%;均方根法和垂直截面法的相对误差范围分别为0.51%~9.84%和0.19%~3.97%;结构函数法的最大相对误差仅为1.21%,最小相对误差低至0.01%,平均相对误差仅为0.45%。因此,结构函数法最准确,是计算分形维数的最佳方法。     

颗粒群的体积分维数对过滤性能的影响

从理论上证明了颗粒群的体积分维数的物理含义,结果表明颗粒群的体积分维数可定量描述颗粒群的粒度分布宽度,准确反映了颗粒群填充三维空间的能力,并通过试验研究了颗粒群的体积分维数对滤饼孔隙率及比阻的影响规律。     

颗粒孔结构的积木分形模型

构造了立方和四面体两种积木分形体，得到一般积木分形体模型，导出关联表面积和体积增量的3个分形表达式，并分析了表面分数维的几何意义. 实验结果表明，利用该模型的表面积与体积增量分形表达式可以从压汞和BET的实验数据计算表面分数维，相关系数较高. 对同一种颗粒，两种实验方法可以得到相同的分数维. 讨论了体积增量的计算方法.     

水射流解离煤的分形特征

利用高压水射流粉碎机与球磨机对煤进行超细解离,对解离后的煤颗粒进行了扫锚电镜分析,利用扫锚电镜图像。基于图像处理技术与分形理论,计算了粒度分布分形维数、边界形状分形维数与节理表面分形维数。利用上述3种分维数对解离后的煤颗粒的分形特征进行了研究。     

Calculating the Parameters of the Fractal Aggregates Formed in a Bidisperse Suspension

The fractal properties of aggregates (clusters) formed in a bidisperse (two-phase) suspension through the attachment of fine particles to a coarse fraction, taking the dependency of the fractal dimension of the aggregate on its size into account, are studied. The correlation coupling parameters of the initial and limiting states of the suspension (for the complete aggregation of the primary particles) is obtained based on the balance of the number of particles. The influence of the key parameters of the suspension, as well as of the factor of variable fractal dimension on the typical characteristics of fractal clusters, is analyzed.     

谷壳热解过程中颗粒孔隙结构分形特性

由于颗粒相本身的复杂特性,因此研究者多是对生物质颗粒定性或就某一方面进行描述。借助分形理论可以对颗粒物理结构进行全面而精确的表征。本文利用分形BET方程,基于非线性最小二乘法,提出一种新的分形维数计算途径。该方法是根据多层吸附理论,对氮气等温吸附/脱附法测定的数据分析,直接获得表征整个吸附范围的颗粒分形维数,同时回归得到吸附过程中的吸附层数。分析表明,该方法计算得到的分形维数在数学层面上可以很好地表征颗粒内部微孔特征,同时通过对计算得到的吸附层数分析发现该计算结论也能被多层吸附理论解释,表明该方法在物理层面上也符合实际情况。利用该方法计算得到谷壳在快速热解条件下焦颗粒分形维数的变化。     

混凝土界面过渡区表面形貌的分形维数表征

为定量表征不同混凝土界面过渡区的微观形貌,引入表面分形维数参数,并用投影覆盖法实现其求算.研究结果表明,界面过渡区的表面形貌的表面分形维数介于2～3之间,且线性回归分析的相关系数均大于0.95,强的相关性表明所选用的界面过渡区的表面形貌具有明显的分形特征.     

Sol–gel synthesis of nano-sized silica in confined amorphous space of polypropylene: Impact of nano-level structures of silica on physical properties of resultant nanocomposites

Polypropylene (PP)/silica nanocomposites were prepared by the sol–gel reaction of silicon alkoxide that was impregnated in the confined amorphous nanospace of PP with the aid of supercritical carbon dioxide. This novel technique enabled us to prepare nanocomposites having a variety of silica morphology without altering the higher-order structures of PP, being ideal to study relationships between the silica morphology and mechanical properties of the nanocomposites. The synthesized silica particles were highly dispersed in PP with dimensions comparable to the amorphous thickness (<10 nm), while their mass fractal dimension acquired by small-angle X-ray scattering was dependent on the sol–gel conditions. We found that the Young's modulus as well as the storage modulus in melt viscoelastic measurements was negatively correlated with the mass fractal dimension of silica nanoparticles: A lower mass fractal dimension resulted in not only higher reinforcement but also percolation network formation at a lower silica loading.     

水泥粒度分布的分维评价研究

对比分析了7种水泥样品的粒度分布实测值与Fuller曲线计算值，结果表明：所研究的水泥样品中较细颗粒的含量与较粗颗粒的含量均偏少，而中间段颗粒的含量偏多；测算了水泥样品实测粒度分布分维与Fuller曲线计算粒度分布分维，将两者分维的差值作为表征水泥粒度分布偏离最佳粒度分布程度的参数。研究发现：7种水泥样品的粒度分布均偏离了最佳粒度分布，随着分维差值的减小，样品空隙率降低。