土壤圆锥指数的关联维数

通过对土壤圆锥指数的时空变异序列重新构造ｍ维相空间Ｒ＾ｍ，根据关联函数的定义，计算出土壤圆锥指数的关联维数，其结果将为进一步认识土壤特性的混沌现象提供新的概念和途径。     

挖掘机器人虚拟样机技术的实现策略

分析了虚拟样机技术的特点和优势，研究了挖掘机器人虚拟样机技术的实现策略。将挖掘机器人划分为有机关联的单学科系统模型，分别由不同学科专家在支撑软件上并行建模，利用计算机网络和系统集成技术将多个子系统模型在仿真环境中集成为虚拟样机。     

川南天然常绿阔叶林人工更新后土壤微团聚体分形特征研究

土壤微团聚体是有机一无机复合体经过多次聚合而形成，以不同粒级微团聚体的形式组合在土体内．土壤微团聚体的组成密切影响着土壤的保水、供水性能，是土壤中水分和养分保贮和释供的关键，与土壤肥力水平存在着明显的相关关系。土壤微团聚体对土壤理化及生物学性质有多方面的重要作用，而不同粒级的微团聚体所起的作用又各不相同，     

鲁中山区采取不同生态修复措施时的土壤粒径分形与孔隙结构特征

 为探索水土保持生态修复工程对土壤物理性质的改良效应,运用分形学理论与方法,研究鲁中山区4种生态修复措施对土壤颗粒组成和孔隙结构的影响。结果表明:1)各种修复措施对土壤水文物理性状都有明显改善作用。具体表现在,土壤中细粒物质含量提高,砂粒含量降低,而土壤分形维数增加,孔隙数量(尤其是毛管孔隙数量明显)增多,土壤密度减小。2)4种修复措施对土壤物理性状的改善程度不同,改良作用最大的是荒坡造林,其次是疏林补植和梯田封育,最小的是荒坡封禁。3)土壤分形维数与细粒物质含量、孔隙数量、土壤密度之间都存在一定的相关性,在作为综合指标定量描述土壤水文物理性状方面具有较大研究价值。     

流域地貌分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系试验研究

流域地貌形态科学、准确和综合量化成为建立具有广泛适用性的流域土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一。分形理论的提出为流域地貌形态定量研究开辟了新的思路。本文依据分形理论，在建立小流域概化模型基础上，采用模拟降雨试验、高精度摄影测量和GIS技术，对流域模型地貌形态分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系进行了研究。结果表明，基于消除了降雨特征影响的相对输沙率，可将流域模型侵蚀产沙过程划分为初期、活跃期和稳定期3个阶段；在不同侵蚀产沙时段，流域模型地貌形态分形信息维数Di呈现与相对输沙率Sr基本类似的变化趋势，即先增大再减小、最后趋于平稳；流域模型相对输沙率Sr与地貌形态分形信息维数Dr以乘幂形式呈显著正相关，相关指数r^2为0．7423；地貌形态分形信息维数Dr较好反映了地貌形态特征对流域模型侵蚀产沙过程的影响，可以作为流域模型侵蚀产沙过程预报地貌形态特征综合量化指标。     

基于去趋势波动分析法的土壤含水量变化特性研究

为探讨栾城站农田土壤含水量的长期演变规律和机理。运用去趋势波动分析法,对栾城站2002—2008年土壤含水量时间序列进行了分析,得到了土壤含水量长期演变规律的参数标度指数,探讨了不同层次含水量序列的长程相关性及其内在的演变规律,并用分形维数定量描述了土壤含水量动态变化过程的分形特征。结果表明:不同层次序列的标度指数均大于0.5,即序列具有长程相关性,含水量变化存在着趋势性成分。随着深度的增加,标度指数逐渐增大,揭示了含水量变化的长程相关性越来越强;另一方面,随着深度的增加,分形维数逐渐减小,表征了含水量的波动幅度越来越稳定,这也与实际相符。     

刀具磨损声发射信号的混沌特性分析

金属切削是一个非线性系统,刀具磨损产生的声发射信号具有混沌特征。该文采用混沌理论对刀具不同磨损程度的声发射信号进行非线性特性分析。首先采用经验模态分解与小波阈值结合(empirical mode decomposition and wavelet,EMD-Wavelet)的法对信号去噪,消除噪声对吸引子结构以及特征参数的影响。其次利用互信息法和Cao方法分别求时延和嵌入维,对去噪后的信号进行相空间重构。最后绘制吸引子相图,并求解特征参数关联维。结果表明,看似无序杂乱的非线性声发射信号有着内在的有序状态。吸引子结构随着刀具磨损状态的改变呈现一定变化规律,关联维数与刀具磨损状态有一定的对应关系。这些特性对于刀具磨损状态识别有一定的参考意义。     

包气带水气二相流实验研究

本研究设计并建立了一维和二维实验装置,通过水的入渗来驱动气相流动从而营造出水气二相流的流场,并通过监测水的累积入渗量和湿润峰前进情况及流场内各监测点气体的压力变化来研究水气二相流。本实验采用压力传感器并设计了气压自动采集系统来监测并记录一维及二维土柱中气体的压力变化,在土柱的底部出气口,用带阀门的微量流量计来控制并调节气体的出流速率。在一维入渗实验中,我们发现在控制气体出流的情况下水的入渗速率比在没有控制的情况下有所减少。在控制气体出流的实验中,水的入渗速率对应于气体的出流速率有对应的变化,并且总是较气体出流速率大。在二维实验中我们发现,水的入渗速率及空气的压缩程度均为在垂向较为横向大。此外,我们还得到了不同时刻空气压力的等值线图,通过空气压力等值线图可以看出在供水槽与出气口之间的连线的直线方向上,空气的流动最强烈。     

CFD模拟气调库快速降氧过程O_2和CO_2浓度变化规律

O2和CO2浓度对果蔬的贮藏品质有着极大的影响,获得其在气调库内的变化和分布规律可以为气调库优化设计提供理论依据。该文以西安某苹果气调库为研究对象,采用k-ε紊流模型建立了气调库内气体流动、传热与传质的三维数学求解模型,并通过编写UDF程序获得苹果呼吸强度和冷风机送风口O2、CO2质量分数随库内气体组分浓度变化实时数据。经过对该气调库的快速降氧过程数值模拟获得库内O2和CO2浓度随时间变化的规律,并与试验数据呈现较好的一致性,相对偏差平均值为0.027。结果表明库内气体区O2浓度随时间呈指数衰减。该文的研究对象经过4.1 h,气体区O2浓度下降速度小于货物区,此时提高制氮机制氮体积分数会缩短降氧时间。气体区和货物区CO2浓度变化规律相似,升高速度逐渐变小。库内O2和CO2浓度分布在气体区比较均匀,在货物区则存在一定的梯度,货物区中心位置不利于果蔬的贮藏。该文研究对于获取实际气调库降氧时间及选择合理的制氮机,改进气调工艺具有重要参考价值。     

牛肉大理石花纹计盒维和信息维的测定

对牛肉大理石花纹几何特征进行定量描述，是牛肉大理石花纹等级自动判定系统的关键技术。通过对牛肉大理石花纹图像分形特征的分析及分形维数的测定，试图以分形维对牛肉大理石花纹的分布特征进行定量描述。作者以中国及美国牛肉分级系统中的大理石花纹标准图版为研究对象，通过图像预处理，将其转化为二值数字图像，然后根据变粗视化程度的像素点覆盖法，编写出计盒维和信息维的测定程序，计算出上述每一幅图像在不同标尺下的非空盒个数及信息量，再根据标尺与非空盒个数及信息量的关系，分析图像的分形特征；通过回归分析的方法，测定出图像的计盒维数和信息维数。试验结果显示，在一定的标度范围内，牛肉大理石花纹标准图像具有分形性，并且显示出多重分形特征；图像的计盒维数和信息维数均呈现出随着牛肉大理石花纹等级的增加而增大的变化趋势。