分形多孔介质中的热传导

本文将多孔介质视为由骨架和空隙组成的二元混合介质,研究了多孔介质中的热传导过程,发现分形结构中的导热规律与孔隙的分布有关,存在着与实体导热完全不同的特征。计算表明,分形介质中的导热过程除了与基质(骨架)的分形维数有关外,还与基质率以及反映介质中热量传递动态过程有关。     

分形介质的传热与传质分析(综述)

本文论述了分形介质的分形理论和数学基础,并简要综述了用分形理论和方法研究分形介质的传热与传质特性(如多孔介质的渗透率、热导率以及池核态沸腾换热)方面目前所取得的研究进展,最后扼要展望了用分形理论和方法进一步研究分形介质的传热与传质的可能的若干课题和方向。     

多孔介质中卡森流体的分形分析

研究了非牛顿流体中的卡森流体在多孔介质中的流动特性.基于服从分形分布的弯曲毛细管束模型,运用分形几何理论推导出了该流体在多孔介质中流动的流量、流速、启动压力梯度和有效渗透率的分形解析解.模型中的每一个参数都有明确的物理意义,它将卡森流体在多孔介质中的流动特性与多孔介质的微结构参数有机联系起来.文中给出了卡森流体的流速、启动压力梯度和有效渗透率随着各影响因素的变化趋势,并进行了讨论.所得分形模型可以更深刻地理解卡森流体在多孔介质中流动的内在物理机理. 关键词： 多孔介质 卡森流体 分形     

基于分形理论的多孔介质导热系数研究

本文根据分形理论,对多孔介质几何结构进行了描述,计算出了不同孔隙率多孔介质简化模型的剖面面积分布分形维数d,并利用分形维数结合土壤导热模型推出了土壤的有效导热系数表达式,计算结果表明,该方法是符合客观实际的．     

分形多孔介质导热数值模拟分析

本文基于分形理论构造了不同类型的分形结构来模拟多孔介质,采用有限容积法对其导热问题进行了数值模拟计算,详细分析了基质导热系数、孔隙流体导热系数、孔隙率等因素对其有效导热系数的影响规律.结果发现有效导热系数与基质导热系数、孔隙流体导热系数大致分别成幂函数关系,有效导热系数与孔隙率大致成指数函数关系.并把数值模拟分析结果与文献中的经验公式进行了对比分析,为其提供了数值验证.     

楔形介质的折射率及楔角的测量

介绍用显微镜测量楔形介质的折射率及楔角的原理和方法，它对物点聚焦而不产生像差和像散，测量精度较高。     

矩形波导谐振腔耦合损失的角谱分析法

在频域用角谱理论分析了矩形波导激光器谐振腔的耦合系数，计算了矩形波导中ＥＨ１１模的耦合系数，本文的方法可以推广用于对其它模的分析。     

分形多孔介质的粒子扩散特点(Ⅰ)

本文讨论了粒子在分形结构中的扩散,随机Sierpinski地毯上的扩散模拟表明:分形结构中的扩散已不再满足 Fick扩散定律。扩散速度较欧氏空间减慢了,即“扩散慢化”效应。而且可以看到由于结构的自相似特征,扩散过程也表 现出某种自相似性(标度性),分形结构和欧氏空间中的扩散特点是有本质的差异的。     

分形多孔介质的粒子扩散特点(Ⅱ)

本文进一步讨论了粒子在分形结构中的扩散,首先计算测定了各分形结构的谱维数,然后对其布朗运动特点进 行了分析讨论,最后模拟得到了粒子扩散概率分布,它们表现出很多有趣的特征:不均匀性,内含空洞和标度性等.这些 结果可以更好地了解气体在分形结构中的扩散。     

多孔介质通道的分形随机行走描述

多孔介质中的输运过程,如导热、渗流过程,关注的是热量从高温壁面穿过介质到达低温壁面、流体从多孔介质的边界沿孔隙流到另外一端的过程。此类现象可归结为载流子在多孔介质通道(基质或孔隙)中沿外部势差方向的运动过程。多孔介质通道具有分形特征,可以采用分形维数来描述其通道的通透性。本文基于现象的相似性特征,提出并发展了粒子在多孔介质中的方向随机行走模型,用粒子在基质中的方向随机行走过程来模拟真实的热流传输过程;根据分形统计规律得到粒子方向随机行走分形谱维数,并用其描述基质结构的连通性和方向性。研究结果表明,在孔隙率相同情况下,粒子在基质中的方向随机行走分形谱维数与有效导热系数大小有相同的变化趋势。     

利用小角X射线散射技术研究煤干馏过程中的孔隙结构变化

煤干馏是煤炭高效利用的重要途径之一。同步辐射小角X射线散射(Small Angle X-Ray Scattering,SAXS)技术是研究煤干馏过程中内部孔隙结构变化的常用手段。本文利用SAXS对山西余吾烟煤干馏过程(100~1200℃,温度梯度100℃)进行了表征,并对分形维数和粒径分布的变化进行了分析。结果发现煤干馏过程中,散射图像类似,具有各向同性特征,始终保持表面分形结构,且分形维数总体上呈现增大的趋势;随着煤干馏温度的升高,粒度分布发生了显著变化,充分反映了煤在不同干馏阶段的结构特征,对后续的煤炭研究具有一定的指导意义。     

高频-红外吸收光谱法测定煤中全硫

介绍了用 ELTRA CS- 80 0红外碳硫分析仪测定煤中硫的方法 ,确定了最佳分析条件 ,例如助熔剂、称样量等条件。本法操作简单、分析时间短 ,测定结果令人满意。     

Frequency Dependence of the Dielectric Loss Angle in Disordered Semiconductors in the Terahertz Frequency Range

Frequency dependence of the real part of the conductivity σ₁(ω) in the region of the transition from almost linear (s < 1) to quadratic (s ≈ 2) can indicate a change in the conduction mechanism (the transition from the variable-range to the fixed-range hopping with increasing frequency); in this case, the sharpness of the change in the slope of the frequency characteristic is related to the dependence of the preexponential factor of the resonance integral on the intercenter distance in the pair. The frequency dependence of the imaginary part of the conductivity σ₂(ω) has no kink in the vicinity of the transition frequency ωcr, remaining almost linear. A large dielectric loss angle |cotγ| = |σ₂|/σ₁ can indicate that the imaginary part of the conductivity at ω < ω_cr is defined by the larger zero-phonon contribution in σ₂^res the region of weak variation in the loss angle γ(ω), which significantly exceeds the relaxation contribution σ₂^res.     

临界散射的分形机制

鉴于分子密度涨落长程相关，在构造临界系统的关联函数时，用幂律函数代替原先的指数函数求出了相应的散射函数。在此基础上，对临界系统的分形机制和临界乳光现象进行了解释。     

Fractal structure of equipotential curves on a continuum percolation model

We numerically investigate the electric potential distribution over a two-dimensional continuum percolation model between the electrodes. The model consists of overlapped conductive particles on the background with an infinitesimal conductivity. Using the finite difference method, we solve the generalized Laplace equation and show that in the potential distribution, there appear quasi-equipotential clusters   which approximately and locally have the same values as steps and stairs. Since the quasi-equipotential clusters have the fractal structure, we compute the fractal dimension of equipotential curves and its dependence on the volume fraction over [0,1]$[0,1]$. The fractal dimension in [1.00, 1.246] has a peak at the percolation threshold _pc$p_c$.     

分形理论在光谱识别中的应用

分形理论是研究一类不规则、混乱复杂,但其局部和整体具有相似性体系的科学。分形维数是分形理论中用于描述对象的不规则度和自相似性的基本度量。文章以符合朗伯-比尔定律的光谱信号为研究对象,在概述分形几何基本原理的基础上,提出了以分形维数作为光谱识别特征的方法,运用相空间重构得出了光谱信号的分形维数,通过对光谱信号的分形维数进行比较,达到识别不同光谱的目的,最后举例对该方法进行了说明。     

激光大气闪烁的分形分析

 采用分形理论分析了激光大气闪烁的统计特征。研究结果表明：在弱起伏条件下，激光大气闪烁的分形维和奇异性随光强起伏的增强而增大，而其长期相关性则减小；不同Fresnel尺度下具有相同闪烁指数的激光大气闪烁的分形特征存在着明显的差别；在强起伏条件下，有限的数据中尚未发现分形维有饱和现象，因此可以用来描述激光大气闪烁的强度。     

用高光谱曲线分形维数分析植被健康状况

植被叶片高光谱反射曲线包含植被生长状况的众多信息,该文在分析光谱特征参数如红边位置、绿峰反射高度、红谷吸收深度以及红边面积的基础上,提出利用分形理论对450～780 nm之间的反射光谱曲线进行分形测量,并用分形维数定量反映其健康状况的新思路。研究表明,(1)植被反射光谱曲线具有分形特征,对于相同植被,其不同健康状况的叶片在可见光到近红外(450～780 nm)间的反射光谱曲线分形维数呈逐渐下降趋势;(2)分别针叶和阔叶,分形维数均与绿峰反射高度、红谷吸收深度以及红边面积3个光谱参数之间存在较好的正相关关系;(3)分形维数与绿峰反射高度、红谷吸收深度以及红边面积也存在较好的多元线性关系,其相关指数分别为0.892 8和0.698 7。因此,分形维数是对曲线整体的一个综合分析和定量描述,能够作为一个新的综合参数来客观反映植被叶片所处的健康状况。     

Fractal dimension of the choriocarcinoma cell invasion front

The Minkowski dimension was calculated for the determination of the invasiveness of cancer cells, which were brought in close contact (confronted) to host tissues and cultivated in vitro. The confrontation cultures were histologically sectioned and stained immunohistochemically. Digital images of these sections were segmented, processed and the specimens’ boundaries were investigated. The invasion front was treated as a fractal. The value of the Minkowski dimension increased with increased invasiveness of the cells. The Minkowski dimension could be used as a quantitative measure for cancer diagnosis.