煤颗粒燃烧的形状特性和理论

以实验和分数维理论为方法,研究了煤颗粒燃烧中形状变化过程和特性。建立并运用光学显微计算机图象颗粒测量分析系统,测量了3种典型煤种,在不同燃烧方式下的颗粒形状参数,获得了煤燃烧过程中颗粒形状变化过程的基本现象,以此为基础,建立了煤颗粒燃烧形状理论,包含了燃烧颗粒形状维、颗粒形度分布和燃烧SMS方程等。     

利用分数维微积分推广Lyapunov第二方法

利用分数维微积分(Fractional Calculus,简记为FC)理论,推广了Lyapunov第二方法,得到了类Lyapunov判据,给出了一种新的构造Lyapunov函数的方法和途径,并且把此判据推广到分数维系统,给出了一种分数维系统的Lyapunov稳定性问题的判别方法.     

一类分数阶金融系统的混沌同步

研究了一类分数阶金融系统的混沌同步问题,基于Lyapunov稳定性理论和分数阶微积分的相关理论,给出了两种实现同步的控制方案,仿真算例表明了方法的有效性.     

煤颗粒燃烧破碎特性及其分数维理论

本文采用激光衍射法和光学显微计算机图像系统及自行开发的软件,测量了三个典型煤在快速加热初期燃烧、等温加热燃烧和火焰燃烧方式的颗粒尺寸,运用分数维理论,建立了煤燃烧颗粒破碎理论,实验和理论研究揭示了煤燃烧中颗粒尺寸变化的本质,理论计算和实验结果符合良好。     

不同维分数阶混沌系统的自适应模糊滑模有限时间同步控制

针对不同维分数阶混沌系统的有限时间同步问题,提出了一个分数阶自适应模糊滑模控制方案。为增加同步误差的收敛速度,本文提出了一种新型的积分滑模面,并利用模糊逻辑系统结合分数阶自适应律估计理想控制器的未知部分。基于分数阶Lyapunov稳定性理论,设计了分数阶模糊滑模同步控制器,可使不同维分数阶混沌系统的同步误差在有限时间内达到滑模面。最后,数值仿真的结果验证了本文方法的有效性。     

分数维Vasicek利率模型下的欧式期权定价公式

假定股票价格和利率的运动过程服从几何分数维布朗运动,利用风险对冲技术,分数维布朗运动随机分析理论与偏微分方程方法,得到了分数维Vasicek随机利率下欧式期权所满足的定价方程,获得了波动率是对间函数的情形下欧式看涨和看跌期权的一般定价公式以及它们的平价公式.     

分数阶力学系统的正则变换理论

应用分数阶模型可以更准确地描述复杂系统的力学与物理行为,随着分数阶微积分在科学和工程的诸多领域的成功应用,传统的分析力学理论和方法需要拓展到含有分数阶微积分的系统.变换是分析力学研究的一个重要手段.本文研究分数阶力学系统的变换理论.基于Cuputo分数阶导数的定义,定义力学系统的Lagrange函数和Hamilton函数,在H(o|¨)lder交换关系下建立了分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理通过变分运算导出分数阶Hamilton正则方程;建立了分数阶力学系统的正则变换理论,给出了四种基本形式的分数阶正则变换,并通过算例说明母函数在分数阶正则变换中的作用.     

二维线性正则变换理论及应用研究进展

线性正则变换作为经典傅里叶变换和分数阶傅里叶变换的广义形式,拥有更大的灵活性,是分析和处理非平稳信号的有力工具.同样,二维线性正则变换在处理和分析二维信号时具有良好性能.首先系统地总结了近年来二维线性正则变换的发展历程和理论研究成果,重点阐述了二维不可分离的线性正则变换的最新基础理论,包括其重要性质、采样和离散理论、快速算法、不确定性原理、特征函数等;然后介绍了二维线性正则变换在滤波器设计、图像处理等领域中的最新应用成果;最后对二维线性正则变换的发展前景做出展望.对研究者全面了解二维线性正则变换具有很好的参考价值,可以进一步促进其工程应用.     

基于混沌理论的金融系统稳定性研究

运用混沌理论,研究了金融系统稳定性问题.首先,通过理论分析得出金融系统的稳定性主要受金融创新、金融监管以及投资者的非理性行为三方面的因素共同影响;其次,借助混沌动力学中的Lo-gistic模型,从模型分析与数值模拟两个方面,对金融创新与金融监管这两个主要因素如何影响金融系统稳定性展开了深入的研究.最后,提出了当前在进行金融创新的同时,须加强金融创新与金融监管的协调发展,以保障金融系统稳定、有序运行,进而为经济社会的发展营造一个良好的金融环境.     

分数阶热弹理论下重力场对二维纤维增强介质的影响

基于Sherief等提出的分数阶广义热弹性耦合理论，研究了在热冲击作用下二维纤维增强弹性体的热弹性问题.考虑了重力对二维纤维增强线性热弹性各向同性介质的影响，建立了控制方程.运用正则模态法，经过数值计算，对控制方程进行求解，得到了不同分数阶参数和不同重力场下无量纲温度、位移和应力分量的表达式，以图形的方式展示了变量的分布规律并对结果展开了讨论.研究结果为:重力场和分数阶参数对纤维增强介质的位移及应力有着重要的影响，但对温度的影响有限.     

一类分形曲面的精细计盒维数

研究一类分形曲面的精细计盒维数,得到了星积分形曲面与其生成元的精细计盒维数的关系.     

异位孔爆破破碎块度与设计孔的分形匹配研究

针对露天矿炮区工作面中穿爆作业不规律导致爆破效果不佳现象,通过在胜利露天矿进行爆破试验得到实测数据,利用分形理论中分维数与爆破破碎块度的关系,计算出异位孔连续装药结构岩石爆破破碎块度的分维区间,与其设计孔爆破破碎块度分维区间进行对比分析,对异位孔爆破破碎块度分维区间进行优化,利用工程实测方法与分形理论相结合找到最佳的爆破参数,以达到不规则作业面最佳爆破效果.     

分形插值曲面理论及其应用

本文叙述了分形曲面的生成原理，给出了分形插值曲面的计算公式，证明了分形插值曲面迭代函数系唯一性定理，导出了分形插值曲面的维数定理，并应用实际数据进行了分形插值曲面的实例研究·     

铜基复合材料组织形态分形特征的统计分析与研究

通过对铜基复合材料显微组织结构相图的分析和研究,根据分形理论,计算了不同实验条件下铜基复合材料横截面和平行压制力面的显微组织结构相图的分形维数,同时结合统计方法分析了铜基复合材料分形维数的一些统计特性,结果表明,分形维数反映了石墨在样品中的分布规律,分形维数越大,组织结构相图越复杂,石墨分布越不规则,故石墨分布的不规则性可用分形维数来刻画,分形维数可作为材料组织形态分析的一个表征参数,通过统计分析可知,铜基复合材料横截面和平行压制力面的组织结构相图的分形维数服从正态分布,且横截面和平行压制力面的分形维数随石墨含量变化的情况互不影响。     

分形统计测度构建及其在投资组合中的应用研究

准确测量证券的风险和收益无论是对投资管理,还是对金融理论研究,甚至对理论成果向实践应用转化都至关重要。本文在证券价格具有分形特征的现实背景下,基于分形理论构建了分形期望和分形方差两个分形统计测度,以克服非分形统计测度在风险收益方面测不准或不可测的缺陷。在此基础上,应用分形统计测度构建了投资组合模型,给出了分形组合模型的解析解;随后,利用实证分析验证了分形统计测度在投资组合应用中的有效性。本文创新之处在于针对证券价格具有分形特征的现实背景构建了分形期望和分形方差两个分形统计测度;并基于分形统计测度构建了投资组合模型,将证券价格普遍存在的分形特征纳入投资组合的研究框架。     

岩石裂隙网络的分形特征

分形特征与分形维数广泛应用于岩石裂隙网络的量化,及与工程参数的关系模型建立.然而,严格的分形维数的极限定义形式难以直接应用,工程应用中多用近似分形维数值代替,近似的结果在建立量化关系模型时会产生蝴蝶效应,在量化及预测过程中产生巨大偏差.本文回顾了分形研究一系列的发展过程,并基于最新的分形定义提出了一种新的分形维数计算方法.通过对于十个岩石裂隙网络分形维数的计算,证明该方法能够准确有效的计算出图形的复杂度,避免了以往计算分形维数所产生的问题.     

Logistic混沌系统分形特性研究

对Logistic序列进行研究,利用Matlab数值模拟,通过计算不同初值、不同参数对应的混沌序列的计盒维数,得出结论:只要在数据充分的情况下,Logistic系统的分形维数基本由参数λ决定,与系统初值无关;同时计盒维数并非像熵一样随Logistic系统的参数λ增大而增大.     

Fractal structure and fractal dimension determination at nanometer scale

Three-dimensional fractures of different fractal dimensions have been constructed with successive random addition algorithm, the applicability of various dimension determination methods at nanometer scale has been studied. As to the metallic fractures, owing to the limited number of slit islands in a slit plane or limited datum number at nanometer scale, it is difficult to use the area-perimeter method or power spectrum method to determine the fractal dimension. Simulation indicates that box-counting method can be used to determine the fractal dimension at nanometer scale. The dimensions of fractures of valve steel 5Cr21Mn9Ni4N have been determined with STM. Results confirmed that fractal dimension varies with direction at nanometer scale. Our study revealed that, as to theoretical profiles, the dependence of frsctal dimension with direction is simply owing to the limited data set number, i.e. the effect of boundaries. However, the dependence of fractal dimension with direction at nanometer scale in real metallic fractures is correlated to the intrinsic characteristics of the materials in addition to the effect of boundaries. The relationship of fractal dimensions with the mechanical properties of materials at macrometer scale also exists at nanometer scale. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 59771050 and 59872004) and the Foundation Fund of Ministry of Metallurgical Industry.     

产业集群的分形结构—基于演化的观点

以宏观的视角来研究企业的地理分布,并在地理空间与社会网络结构的基础上建立一个产业集群模型;该模型显示出产业集群的分形结构进而揭示出产业集群是一种自组织系统,即在生产交易过程中自发形成有序的结构或状态的现象.根据该模型,运输成本或者禀赋只是形成产业集群的所有充分条件中的一个;影响产业集群的最重要指标是关系网络空间的分形维度,它显示了经济系统的层次结构性.网络密度很大的集群的关系网络可能是接近紊乱的,即分形维度接近于零;而紊乱将会导致这个集群效益下降,甚至促使集群崩溃.     

粗糙面分形计算理论研究进展

为提出一种工程上适用可靠的粗糙面分形维数计算方法,在分形曲线的维数计算方法(码尺法,盒维法)基础上,先后提出了星积分形曲面的维数计算方法、三角形棱柱表面积法、投影覆盖法、立方体覆盖法、改进的立方体覆盖法、分形的增变量描述法等曲面分形维数理论.鉴于上述方法的共有缺陷——获取三维坐标的激光表面仪器的扫描尺度限制,研究者提出了粗糙面图像维数计算理论,包括二值化图像维数、灰度图像维数、RGB图像维数计算理论.最后,本文展望了分形维数计算理论领域内亟待解决的三大问题.