基于钻孔图像的结构面分布分维数计算方法

在工程实践中,对岩体结构面分布的分维数进行实测往往存在一定的难度,但是采用钻孔摄像技术既能够准确获取布设的钻孔内各项地质信息,而且形成的钻孔图像能够直观地反映钻孔中岩体结构面的特征参数,因此提出了一种基于钻孔图像的岩体结构面分布分维数计算方法。该方法的原理是:首先,通过钻孔图像获取研究区域内各钻孔内的岩体结构面的特征参数(包括倾角、倾向、隙宽、间距);然后,根据各钻孔之间的连通判断准则,判断区域内各钻孔结构面的连通性,并估算出研究区域内结构面的迹长值,同时参照钻孔的孔位及深度信息,来界定研究区域模型的范围;最后,结合Monte-Carlo法,建立岩体结构面分布的三维网络模型,根据分维数计算方法,求解模型各研究面的分形维数,并将3个钻孔的整体连通模型和各钻孔模型所得到的分维数开展对比分析。结果表明,该方法的计算结果与其他评价方法的结论一致。     

基于SEM的干湿循环蚀变花岗岩分形特征与力学特性演化规律

分形维数是对岩石裂隙、破碎程度和损伤等细观特征的定量描述,岩石的细观结构往往会对宏观强度特征产生较大的影响。为了研究干湿循环侵水对蚀变花岗岩细观特征的影响,基于电镜扫描(SEM)试验,得到了经历不同干湿循环次数的蚀变花岗岩的细观图像,并通过盒维数法计算得到各岩样的分形维数,建立基于分形维数的细观损伤演化方程;其次,通过室内单轴抗压强度和抗拉强度试验,获得不同干湿循环次数下蚀变花岗岩的力学特性。通过试验数据,得到了干湿循环次数及分形维数分别与岩石强度特性和弹性参数的关系。研究表明:岩石干湿循环次数的增加在宏观上表现为抗拉强度、单轴抗压强度以及弹性模量的减小;在细观上表现为分形维数的增大;泊松比不受此影响。分形维数将岩石细观特征量化、建立了细观和宏观的联系。研究结果可为衡量蚀变花岗岩强度特性的指标提供依据。     

Estimation of access failure probability in D2D underlaid cellular networks

Device-to-Device (D2D) communication can reduce the mobile devices' energy consumption and increase the spectral efficiency in D2D underlaid cellular networks. However, D2D users will interfere with co-channel cellular users, which can lead to cellular communication access failures. There are two reasons for cellular communication access failures: (1)D2D interference and (2)insufficient spectrum resources. To address the absence of research on the performance of cellular services' access in D2D underlaid cellular networks, this paper defines the new services' access failure probability and handoff services' access failure probability to evaluate the effect of both D2D interference and limited resources on cellular communication access. Based on the stochastic geometry and stochastic process, a random network model is presented to estimate the access failure probabilities, which can provide guidelines for network design to ensure cellular services' access. The accuracy of the estimated access failure probability is validated through extensive simulations.     

基于车身侧视线条分析的汽车造型设计研究

为构建一种直观、快速分析交通工具造型设计的方法,对车身侧面线条进行提炼并归纳出3类关键曲线,即外轮廓线、分形线、内部分割线。结合奥迪A系4款车型,重点讨论外轮廓线与分形线的设计应用,通过外轮廓线定义车型、通过分形线表达设计定位、通过内部分割线完善车身细节。以一款车型设计为例,初步证明了该分析方法的合理性和可行性,结果表明:侧视线条分析是一种符合设计人员思维习惯的有效方法。     

基于广义分形插值理论的多尺度分类尺度下推算法

多尺度数据挖掘多应用于空间遥感图像数据,以图像的分辨率或者区域分割为依据进行尺度划分,然后在每个尺度层进行分析。近期,有不少学者将多尺度数据挖掘应用于一般数据集上,以等级理论、概念分层和包含度理论尺度划分等为尺度划分依据,研究不同尺度层的分布规律,进而发现有意义的事实,如多尺度关联规则以及多尺度聚类。但是在一般数据集下,很少将多尺度数据挖掘应用于分类算法领域。本文定义了广义分形插值理论的概念,打破了局限于迭代函数系统IFS(Iterative Function Systems)的缺憾,拓展了分形插值的应用;提出了基于广义分形插值理论的多尺度分类尺度下推算法MSCSDA(Multi-Scale Classification Scaling-Down Algorithm);仿真实验建立在4个UCI基准数据集和1个H省部分人口真实数据集上,并将MSCSDA与KNN、Decision Tree以及Libsvm算法进行对比分析;实验结果表明,MSCSDA算法在不同的数据集上,均优于其他算法。     

三维裂隙网络管单元模型确定岩体渗透张量

根据现场测量所获得的裂隙产状统计参数,利用Monte-Carlo法模拟生成相应的裂隙网络。采用管单元模型,将三维裂隙渗流网络简化为空间一维渗流网络,以工程实际校正的渗透张量作为目标,采用改进的遗传算法进行拟合,得到等效管单元直径与隙宽比值为12.337 1。据此,可得到给定产状岩体的等效渗透张量。同时,利用裂隙几何参数张量法计算渗透张量,通过比较可见裂隙网络模型更加符合实际。     

基于TEM图像的CNT溶液分散均匀性分形方法

针对传统评价方法的不足,提出了一种以分形理论为数学模型基础的碳纳米管长度分布及分布均匀性的定量评价方法.将碳纳米管溶液TEM图像进行处理,得到简化矩阵,以简化矩阵的第1个元素为原点,提取不同步长及该步长内所有元素的和,在双对数坐标中以拟合直线的斜率作为碳纳米管长度分布参数p1.以TEM图像的中心为圆心做圆,提取不同半径圆内的碳纳米管数量,在双对数坐标中以拟合直线斜率的倒数作为分散均匀性参数p2.将该方法应用于不同方法分散的碳纳米管分散均匀性的描述,结果验证了该方法能正确地评价碳纳米管的长度分布及其分布均匀性.     

基于小波分形理论的风电轴承故障识别

针对风电轴承振动特征信号易被环境噪声调制污染、信噪比低、具有非线性和不平稳的特点,利用基于小波分形的故障识别方法对此进行了研究.采用小波包分解,利用互信息法和Cao算法分别确定了相空间的延迟时间和嵌入维数,根据不同频带的关联维数变化确定风电轴承的工作状态.该方法不依赖于风力机工作的动力学模型,对整体系统信息状态变化敏感.通过现场实验证明,该方法较好地解决了风电轴承故障难以识别的问题,为更加细致地研究风电轴承振动信号提供了重要参考.     

基于微缺陷累计成核数序列的岩石边坡滑移带尺度增长预测

岩石边坡滑移带是一个微损伤聚集带,每一个微损伤实际为一个微缺陷成核,因此,存在累计微缺陷成核数与滑移带尺度增长的对应关系.这个关系以裂纹系统的最大尺度cmax作为未知量,需要确定的参数有材料颗粒尺度δ,微裂纹尺-频分布分维数Dc,裂纹表面粗糙度分维数Ds,微裂纹总数Nd以及微缺陷成核累计数Nd.通过对边坡数值模拟微裂纹系统的统计分析,发现该尺度增长模型的预测值与实测值吻合较好.微缺陷成核数序列与声发射序列有较多的相似性,因此,研究结果为预测边坡内部裂纹增长提供了参考.     

基于脉搏光谱分形算法的血氧测量研究

脉搏光谱测量方法被普遍用于临床的血氧饱和度的监测,由于检测时低血氧和血氧波动将改变血红蛋白的吸光系数,会造成脉搏光谱测量的误差。本文针对血氧波动、外界环境等产生的噪声干扰问题,采用脉搏光谱分形法去除光谱信号中的噪声干扰,利用自适应校正后的准理想光谱计算血氧饱和度,使得血氧饱和度的值更为精确,从而进一步保证其他生理参数的准确计算。实验结果表明,该方法有效提高了血氧饱和度的检测精度,为抗血氧干扰的无创肝储备功能的检测提供理论依据和实用方法。