金属互连电迁移噪声的分形特征

为了研究金属互连电迁移失效机理并寻找新的电迁移表征参量，应用分形理论，通过电子扩散轨迹分形维数，将电迁移噪声时间序列分形维数与晶粒间界分形维数相联系，确定了噪声时间序列分形维数在电迁移演变中的变化趋势.研究结果表明，在金属互连电迁移前期，晶粒间界形貌越来越复杂，致使噪声时间序列的分形维数逐渐增大；成核后，由于空位凝聚成空洞，晶粒间界形貌变得较成核前规则，致使噪声时间序列的分形维数减小；成核时刻是其折点.实验结果证明理论分析的正确性，噪声时间序列的分形维数可望作为金属互连电迁演变的表征参量.     

基于分形特征的复杂环境目标检测方法研究

针对复杂的自然背景下的运动目标检测,提出了一种基于分形特征的运动目标检测算法;该算法利用目标的分形维数与自然背景分形维数的差异将目标从背景检测出来;首先应用改进的地毯覆盖法快速得到图像的分形维数,然后通过比较邻域之间分形维数的相互关系进行目标检测;实验结果表明,该方法能对复杂背景下的运动目标进行检测,由于采用分块求分形特征的方法,能有效地减少搜索目标所带来的计算量,算法过程简单、检测速度快、检测结果精确,目标与背景对比度的变化对检测结果几乎没有影响, 且噪声对该算法的检测结果影响较小;在运动目标实时检测问题上有着很好的实用价值和应用前景。     

自然现象中的噪声

一、时空频率的无规性 1733年,J.二斯威夫特(J.Swift)在一首诗中官道: 于是,博物学家发现, 小跳蚤们折磨大跳蚤, 更小的跳蚤又来捉弄它们, 生生不息,无休无止. 这几行诗揭示了物理学和生物学中一个重要概念,它表明我们观察到的许多自然现象中的动力学行为实际上是一系列不可见的层次间运动的结果.从一个层次到另一个层次的细微运动是由尺度因子来表征的.斯威夫特考虑到不同尺度下现象的自相似性:大尺度中的现象以不断缩小的同样形式在更小的尺度中重复,现在称具有这种特点的过程为分形.对于分形至今没有一个简单的定义,对它的描述总是体现…     

舰船辐射噪声超混沌现象研究

水下弱目标探测和识别一直是水声信号处理领域中研究的难点。从Lyapunov指数谱、吸引子相空间轨迹的演化、分形维数等方面，对船舶辐射噪声是否存在超混沌现象进行了研究。实验结果表明，船舶辐射噪声信号确实存在至少两个正的Lyapunov指数，即存在超混沌现象。辐射噪声吸引子在相空间中的轨迹具有多方向伸展的趋势，且不同类型目标的吸引子具有不同的分形维数。研究结果为建立精确描述辐射噪声信号的非线性模型、为水下弱目标信号探测和识别提供一定的理论依据。     

掺杂NaCl水溶液结晶形貌的分形研究

水溶液结晶是研究分形形貌的重要实验之一。本文通过改变溶液浓度,溶质组分和结晶温度等宏观实验参数,用分形维数的方法研究了这些参数对结晶形貌的影响。指出在低浓度下的非平衡态中溶液结晶形貌具有分形结构;不同晶体的生长作用力相互竞争,混乱度最大的情况下形成的分形结构最凸出,生长作用力是影响晶体形貌的主要因素;同时,分子热运动也是影响结晶形貌的因素之一。     

高速铁路轮轨滚动噪声的分形描述及分形维估计

提出基于分形分析的轮轨滚动噪声研究方法,研究了不同尺度下轮轨滚动噪声增量的统计特性,证明轮轨滚动噪声具有分形特性,可由分形布朗运动描述。在此基础上,利用分形布朗运动的小波系数方差与分形维的幂律关系估计了轮轨滚动噪声的分形维,并估计了以裂纹扩展为代表的钢轨伤损声发射信号的分形维,对比研究发现:轮轨滚动噪声分形维本身具有随机性,不同车速下的轮轨滚动噪声分形维估计以1.5666为均值随机分布在小于2的小区间内;分形维是轮轨滚动噪声的固有特征,与车速无关,不同车速的轮轨滚动噪声可由统一的分形布朗运动模型描述;裂纹扩展信号与轮轨滚动噪声不同,其分形维估计大于2,不满足分形布朗运动模型的要求,但分形维可作为二者的区别特征。研究提取了轮轨滚动噪声的分形维作为固有特征,为高速轮轨滚动噪声描述及轮轨伤损检测提供了有效的分析方法。      

分形发展三十年

分形发展三十年＠黄田匀￥北京大学物理系，北京大学非线性科学中心分形发展三十年黄田匀（北京大学物理系，北京大学非线性科学中心，北京１００８７１）“分形”作为一门独立的学科，它只有大约３０来年的历史．我们通常都是以芒德布罗（Ｂ．Ｂ．Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ）发表...     

长时相干效应与分形布朗运动

 我们研究了阻尼布朗粒子，在具有幂律长时相干C(t)~t^-β（0<β<1，1<β<2）的无规涨落力作用下的运动情况。我们发现它是作分形布朗运动，而不是作普通的布朗运动，而且，找出了分形布朗运动的有效Fokker-Planck方程，以及相应的精确解。于是第一次把长时相干效应和分形布朗运动建立了定量的联系。     

花簇分形无标度网络中节点影响力的区分度

大量研究表明分形尺度特性广泛存在于真实复杂系统中, 且分形结构显著影响网络上的传播动力学行为. 虽然复杂网络的节点传播影响力吸引了越来越多学者的关注, 但依旧缺乏针对分形网络结构的节点影响力的系统研究. 鉴于此, 本文基于花簇分形网络模型, 研究了分形无标度结构上的节点传播影响力. 首先, 对比了不同分形维数下的节点影响力, 结果表明, 当分形维数很小时, 节点影响力的区分度几乎不随节点度变化, 很难区分不同节点的传播影响力, 而随着分形维数的增大, 从全局和局域角度都能很容易识别网络中的超级传播源. 其次, 通过对原分形网络进行不同程度的随机重连来分析网络噪声对节点影响力区分度的影响, 发现在低维分形网络上, 加入网络噪声之后能够容易区分不同节点的影响力, 而在无穷维超分形网络中, 加入网络噪声之后能够区分中间度节点的影响力, 但从全局和局域角度都很难识别中心节点的影响力. 所得结论进一步补充、深化了基于花簇分形网络的节点影响力研究, 研究结果对实际病毒传播的预警控制提供了一定的理论借鉴.     

谐和激励与有界噪声作用下具有同宿和异宿轨道的Duffing振子的混沌运动

研究了具有同宿轨道、异宿轨道的双势阱Duffing振子在谐和激励与有界噪声摄动下的混沌运动.基于同宿分叉和异宿分叉，由Melnikov理论推导了系统出现混沌运动的必要条件及出现分形边界的充分条件.结果表明：当Wiener过程的强度参数大于某一临界值时，噪声增大了诱发混沌运动的有界噪声的临界幅值，相应地缩小了参数空间的混沌域，且产生混沌运动的临界幅值随着噪声强度的增大而增大.同时数值计算了最大Lyapunov指数，由最大Lyapunov指数为零从另一角度得到了系统出现混沌运动的有界噪声的临界幅值，发现在Wi 关键词： 混沌 同宿和异宿分叉 随机Melnikov方法 最大Lyapunov指数     

噪声信号特征量分布函数相似特性的研究

应用高速数据采集卡,记录悬浮颗粒计数光电传感器本底噪声信号序列值,研究噪声信号独立特征量, 如信号幅度极值、上升沿幅值、下降沿幅值、极值时序间隔,以及特征量乘积值等统计分布规律. 结果表明,上述独立特征量均能够与以自然数l为自变量的对数正态分布函数高度符合, 噪声信号特征量统计分布呈现出高度相似特征.基于这种统计相似性,还可推出噪声信号不同特征量对应的统计自变量之间的幂函数变换关系.噪声信号特征量统计分布函数相似性可理解为噪声信号集合统计分形特性的一种表现.     

一种估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法

对含白噪声的1/f分形信号小波变换系数的方差随尺度变化的关系进行适当的变换,提出了一种基于最小二乘法的估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法.实验表明,该方法可以有效地提取出淹没在白噪声中的激光器1/f噪声,而且估计出的噪声信号的功率谱与对比仪器的测量结果有较好的一致性.     

舰船辐射噪声的分形布朗运动模型

通过对分形布朗运动的研究,建立了舰船辐射噪声的分形布朗运动模型。在此模型基础上,提取了舰船辐射噪声的分数维参数,并构造了基于分形布朗随机场的分形特征矢量,在水声目标识别系统中提供了一种新的特征分析手段、通过分类对比实验,表明分形特征矢量可以成为水声目标分类的重要依据,能够有效地补充其他特征提取方法的不足．     

基于分形编码的天体光谱降噪方法

为了降低噪声影响,恢复光谱的连续谱和谱线等主要特征,以便准确测量谱线的等值宽度,文章根据天体光谱自身具有局部自相似性,而随机白噪声不具有自相似性,首次将分形方法应用于天体光谱降噪.实验表明,分形降噪方法对于准确测量谱线的等值宽度、星系红移等参数是有效的,此外,还可以实现数据压缩.分形方法适用于海量光谱的降噪和数据存储.     

用分形理论研究低温条件下Al-Al界面间的接触导热现象

界面形貌是固体界面间接触导热的最主要影响因素 ,传统的形貌表征参数与仪器的分辨率和取样长度密切相关 ,因而基于这些参数的常规接触导热模型显然是尺度相关的。分形网络模型利用粗糙表面处处连续却不可微的分形特征 ,采用与尺度无关的分形参数 ,揭示了接触导热的本质 ,为准确预测接触热导开辟了一条新的途径。实验测定了粗糙表面的分形参数和低温条件下 Al50 52 - Al50 52界面间的接触热导 ,将接触热导的实验值与分形网络模型的预测结果进行了比较 ,并就接触热导与压力、分形参数和温度之间的关系进行了分析 ,指出分形网络模型的预测精度与分形参数相关联。     

标度理论及其分形几何

 本文利用量纲分析的方法，对分形中周长-面积关系与一般分形曲线的长度公式的量纲进行了分析；给出了普通标度理论与分形中标度变换间的定量关系。我们给出了描述随机耗散系统中分形的一种数学理论与分形结构上的输运过程，并讨论了某些预言性的结果，有待实验上加以证明。     

一种估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法

对含白噪声的1/f分形信号小波变换系数的方差随尺度变化的关系进行适当的变换,提出了一种基于最小二乘法的估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法.实验表明,该方法可以有效地提取出淹没在白噪声中的激光器1/f噪声,而且估计出的噪声信号的功率谱与对比仪器的测量结果有较好的一致性. 关键词： 半导体激光器 f噪声')" href="#">1/f噪声 参数估计 小波分析     

弱的参数周期扰动对一非线性系统安全域的影响与分形侵蚀安全域的控制

讨论了弱参数周期扰动对于非线性系统安全域的影响,在一定频率下的参数周期扰动将加速安全域的分形侵蚀,而在另一些频率的扰动下,将抑制安全域的分形侵蚀,并且存在着增进安全域的最优频率.提出了用弱参数周期扰动控制受到分形侵蚀的安全域的方法,并用Melnikov方法进行了分析.最后讨论了这种控制安全域的方法在实际环境中当具有外加噪声时的鲁棒性. 关键词： 分形吸引域边界 参数的周期扰动 控制     

LD泵浦Nd：YAG激光器的强度噪声特性研究

本文在理论研究了ＬＤ泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的强度噪声特性，用传递函数的形式给出各种噪声湿源对激光器强度噪声的影响，计算结果指出，Ｎｄ：ＹＡＧ激光器输出的激光并非相干态光场，在几兆频率上存在高于散粒噪声基准几十ｄＢ的驰豫振荡噪声，在小于驰豫振荡频率范围，激光器的强度噪声基本上处于泵浦泵噪声水平。     

基于分形编码的M型恒星光谱次型自动识别

根据天体光谱自身的局部分形特征,对光谱中400~510,600~700和780~900 nm三个波段的数据分形编码,并以编码中匹配数据块位置与最小匹配误差为特征,将分形方法应用于天体光谱次型识别。实验表明,分形方法不受LAMOST流量定标误差、仪器效率曲线的影响,具有一定的抗噪性,可以有效地自动识别LAMOST与SDSS的M型恒星光谱次型。