矩形域上分形插值研究

该文给出了矩形域上分形插值数学模型, 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. 为工程中长期寻求的粗糙表面模拟提供了理论基础和实用方法.     

具有变量自由参数的分形插值曲面的构造与性质

在矩形区域上使用具有变量自由参数的迭代函数系,构造了一类新的分形插值曲面,并研究了这类曲面的若干性质.证明了这类变参数的迭代函数系能生成连续的二元分形插值曲面,指出该类曲面可用作任意数据点上的自仿射和非自仿射的分形插值模型.在两种度量意义下,导出了能刻画这类分形曲面敏感性的一些不等式.给出了相应的分形插值函数与数据生成函数之间的误差估计.最后,在一定条件下,证明了这类分形插值函数序列一致收敛于数据生成函数.     

闭区间[0,1]上的分形插值函数的分数阶积分

介绍了分形插值函数和迭代函数系统以及v阶黎曼-刘准尔分数阶积分的概念及相关定理.利用这些概念及定理讨论了分形插值函数的分数阶积分在[0,1]上连续性及判定[0,1]上的分形插值函数的分数阶积分也是[0,1]上的分形插值函数,并给予了证明.     

三角剖分上的仿射迭代函数系统分形插值曲面

对二维平面上三角形区域进行三角剖分,构造仿射变换,由二元分形插值函数引入第三维的值,构成迭代函数系统(IFS).利用此IFS构造了一类山状分形插值曲面.通过数值实验对比分析表明:它比人们以往用矩形剖分得出的分形图形效果更逼真,更接近于自然.     

关于分形插值函数参数界定问题的一个注记

本文利用符号空间和压缩映射原理,对Dalla和Drakopoulos[2]所给的定理进行了修正,分别得到分形插值函数的图象含于一个给定矩形区域时,其垂直尺度因子应满足的必要和充分条件,为分形插值函数的应用奠定了一定的理论基础.     

一类分形插值函数的分数阶微积分

介绍了分形插值函数和迭代函数系统以及v阶黎曼-刘维尔分数阶积分、微分的概念和相关定理.由于分形插值函数满足应用分数阶微积分处理问题的条件,所以利用这些概念及分步积分的方法讨论了折线段分形插值函数的分数阶积分的连续性,可微性及哪些点是不可微的,进一步说明了该插值函数分数阶微分的连续性并指出其不连续点,用黎曼-刘维尔分数阶微积分与分形插值函数结合起来研究,目的是想设法跟经典微积分一样,能找出函数上在该点的微积分的具体的实际应用意义.这些理论为研究分形插值函数的分数阶微积分的实际应用意义提供了一些理论基础.     

星积分形曲面及其维数

通过分形曲线定义了一类分形曲面(被称为星积分形曲面),讨论了这类分形曲面的分形维数,得出了分形曲线的维数与它们所构造出的分形曲面维数之间的关系。     

一类四阶差分方程边值问题及分形曲面的生成

本文研究一个二变元四阶差分方程边值问题，证明了此问题的适定性，揭示了解的结构。经过证明和数值模拟，可以作为分形曲面生成和插值的一种新方法。     

高维分形函数与插值

1 预备知识 1986年,Barnsley[1]采用某种特殊的迭代函数系统(IFS)构造了分形插值函数(FIF), 在计算机图形学等领域得到了广泛的应用(参见[1,2,5,6])．Massopust[4],J．S．Geronimo和 D．P．Hardin[3]等构造了三角形域上的自仿射分形函数,其图像称为分形曲面。文献[7]发现了矩形区域上分形函数的特征定理,并由此解决了矩形区域的分形插值问题．本文中     

分形曲面的构造算法研究

以分形理论为依据 ,根据分形几何描绘自然界景物的基本思想 ,结合解析几何中旋转曲面的构造 ,把已生成的二维平面分形曲线绕着同一平面上的直线旋转 ,获得一类三维旋转曲面的构造算法 ,给出了相应的三维迭代函数系统和三维仿射变换矩阵 ,并进行了深入的理论分析 .本文的研究为分形曲面的构造探求了一种简易算法 ,并为分形曲面的生成和实践应用提供了理论依据 .     

具有无界变差的连续函数研究进展

讨论了具有无界变差的连续函数的结构.首先按照局部结构和分形维数对连续函数进行了分类,给出了相应的例子.对这些具有无界变差的函数的性质进行了初步的讨论.对于新定义的奇异连续函数,给出了一个等价判别定理.基于奇异连续函数,又给出了局部分形函数和分形函数的定义.同时,分形函数又由奇异分形函数、非正则分形函数和正则分形函数组成.相应于不连续函数的情形也进行了简单的讨论.     

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.     

二维分形插值函数及其小波类型级数表示

本文对一类很广泛的二维分形插值函数进行了研究，给出了分形插值函数连续的充分必要条件和一种构造迭代函数系统使其吸引子是连续函数的方法，并将分形插值函数表示为一个二维小波类型级数，其“母函数”是由迭代函数系统中的位移函数所决定，这种表示方式不仅提供了一种生成分形插值函数有效方法，而且对研究分形插值函数的性质及所描述的物理对象的特性也是十分有意义。     

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.     

Construction of recurrent bivariate fractal interpolation surfaces and computation of their box-counting dimension

Recurrent bivariate fractal interpolation surfaces (RBFISs) generalise the notion of affine fractal interpolation surfaces (FISs) in that the iterated system of transformations used to construct such a surface is non-affine. The resulting limit surface is therefore no longer self-affine nor self-similar. Exact values for the box-counting dimension of the RBFISs are obtained. Finally, a methodology to approximate any natural surface using RBFISs is outlined.     

控制系统中的分形

本文将整数维与分形的Hausdorff测度引入并应用于控制系统,同时也介绍了准自相似集这个新概念,证明了这种集合的存在性与唯一性.并将计算自相似集维数的公式推广到准自相似集,在此基础上,说明了控制系统的可达集可以具有分数维.表明在分析非线性系统可控性与可观性时,分形几何学也将是一种有意义的工具.     

Backbone fractal dimension and fractal hybrid orbital of protein structure

Fractal geometry analysis provides a useful and desirable tool to characterize the configuration and structure of proteins. In this paper we examined the fractal properties of 750 folded proteins from four different structural classes, namely (1) the α-class (dominated by α-helices), (2) the β-class (dominated by β-pleated sheets), (3) the (α/β)-class (α-helices and β-sheets alternately mixed) and (4) the (α + β)-class (α-helices and β-sheets largely segregated) by using two fractal dimension methods, i.e. “the local fractal dimension” and “the backbone fractal dimension” (a new and useful quantitative parameter). The results showed that the protein molecules exhibit a fractal behavior in the range of 1 ? N ? 15 (N is the number of the interval between two adjacent amino acid residues), and the value of backbone fractal dimension is distinctly greater than that of local fractal dimension for the same protein. The average value of two fractal dimensions decreased in order of α > α/β > α + β > β. Moreover, the mathematical formula for the hybrid orbital model of protein based on the concept of backbone fractal dimension is in good coincidence with that of the similarity dimension. So it is a very accurate and simple method to analyze the hybrid orbital model of protein by using the backbone fractal dimension.     

基于分形理论的金融系统波动行为分数维理论计算

运用分形理论中分数维的定义和方法,对金融系统的波动行为进行了描述和研究,并且对金融系统中的时间序列数据介绍了两种分数维理论计算方法.     

分形维数与城市规模分布评析

本在分形概念的基础上，指出城市规模分布是基于统计意义上的一种分形分布，并计算了安徽省1978～1998年城市规模分布的分维值，评析了安徽省城市规模分布变化的特征。