土石混合料的颗粒分形特征及其工程应用研究

应用分形几何理论,阐述了土石混合料颗粒分布的分形特征。分维值(Dimen-sion)作为描述土石混合料粒度分布特征的一个序参量,其大小反映了颗粒的粗细程度和集中、不均匀特征,即颗粒分布的空间结构性,与土石混合料的工程性质必然存在内在的联系。土石混合料的颗粒组成分维值D求取方便,可以通过常规的颗粒分析试验结果直接确定。研究结果表明:相对细粒物质的含量越高,分维值越高;相对粗粒物质的含量越高,分维值越低;分维值与现行规范中反映土颗粒级配情况的不均匀系数Cu、曲率系数Cc存在固定的关系,可以用来替代Cu、Cc作为土石混合料的工程分类指标。     

迭代法中的分形

介绍了复平面上Newton迭代函数的Julia集的定义,借助计算机迭代制图及理论方法讨论了复平面上4次复多项式f(z)=z     

对交通流分形问题的初步研究

介绍了分形的概念，讨论了研究交通流分形问题的必要性和如何计算分形维数，给出两组实际的交通流时间序列的分形计算结果，讨论了研究结果的理论意义和实用价值。     

高速公路交通流的分形维数与相空间重构预测

对成渝高速公路短时交通流通过计算不同时间尺度下Hurst指数而等到其相应的分形维数,结果表明,时间间隔越短的交通流,其分形维数越大,结构越复杂.由于时间间隔越短的交通流随机性大和复杂的结构,所以预测也就越困难.提出了一种新的基于相空间重构和移动平均相结合的预测方法——移动平均最近邻域法,从理论与实际数据两方面分析和验证了该方法对短时交通流预测的有效性.     

基于分形理论的高速铁路高架桥接触网系统雷击率分布研究

高速铁路高架桥接触网系统的雷击率分布可作为其防雷要点的重要参考依据.基于分形理论,考虑高架桥接触网系统引入的边界条件,以超松弛法进行差分迭代运算,建立接触网系统雷击分形模型,通过每次改变模型中的特定影响参数进行仿真,分析AF线及T线工作电压、高架桥高度、雷电流幅值和下行先导起始位置对雷击率的影响规律,结果表明:高架桥高...     

冻融软土孔隙结构及分形特征的影响因素研究

文章通过核磁共振(NMR)试验,研究了冻结时间、冻融压力和冻结温度对土壤微孔隙结构和分形特征的影响。结果表明：孔隙结构较大的土体组装体趋向于具有强分形特征的骨架孔隙结构;冻结时间越短,冻结作用造成的损害越小;隧道软土的粘聚力和内摩擦角均随初始含水率的升高呈上升趋势,其临界峰值点位于最佳含水率15%附近,因此建议实际施工时,控制冻融软土含水率为15%。     

一例分段连续系统的分形特征

构造了一例累积—触发电路系统,推导出这例系统可以由分段连续二维映象表示,通过数值计算给出了该系统的相空间分布,反映了相空间由具有瘦分形结构的瞬态随机网、肥分形结构的禁区网和椭圆岛构成;分别计算了瘦分形维数和肥分形指数,定量说明了这个分段连续系统的相空间的分形特征。     

MATLAB环境下岩石SEM图像损伤分形维数的实现

根据MATLAB的图像处理和数值计算功能的特点,编写MATLAB程序,并验算Sierpinski垫圈图形分形维数。通过对锦屏二级水电站深埋长大引水隧洞围岩破坏微观图像（SEM图像）进行分形分析,计算出图像的分形维数,推出岩石损伤破坏分形变化规律。     

水位涨落过程中海堤(土石坝)渗流分形分析

渗流问题一直是困扰水工建筑物健康发展的难题。随着建筑物使用年限的增长、运行环境的改变,渗流常常发生在堤防、土石坝中。利用有限元软件对不同水位下的海堤进行数值模拟,将分形理论应用于水位涨落过程渗流数据中,对相同单元节点处渗流产生的总水头H、渗流压力P以及渗流流速v曲线的盒维数进行分析,并通过Matlab编程计算出不同关系曲线对应的分形维数。结果表明:总水头分维D_H,渗流压力分维D_P以及渗流流速分维D_v随水位的变化而变化,且各分维值随水头变化明显与水位涨落成正比。采用分维值表示水位涨落过程中渗流因素是一种简洁、准确、科学可行的方法。     

基于核密度应力谱外推的转向架构架疲劳寿命评估

提出了一种基于多样本核密度应力谱外推的疲劳寿命评估方法,研究了核密度估计中的最优带宽与核函数的确定问题,采用灰色关联度分析方法对应力谱的外推优度进行量化评价与检验,并讨论了疲劳寿命评估的相对误差与外推倍数之间的关系;为了验证方法的正确性与可行性,以某转向架构架转臂定位安装座焊缝附近某测点为研究对象,选取了该测点在车轮分别处于镟轮初期、中期和末期时的3组动应力测试数据,进行多样本核密度应力谱外推与疲劳评估。研究结果表明:基于最小渐近均方积分误差的概率密度函数拟合优度良好,所研究的4种核函数类型中,基于Epanechekov核函数外推的相关性最好,相关系数为0.99,较其他3种核函数提高了0.01%~0.12%,基于Circular核函数外推的一致性最好,灰色关联度为0.592 0,较其他3种核函数提高了0.17%~0.32%;基于多样本核密度应力谱外推10倍后的疲劳评估寿命相比基于线性外推的评估寿命减少了1.15%;当应力谱外推至全寿命周期时,基于核密度外推所评估的安全运营里程减少了6.45%。可见,基于核密度应力谱外推的疲劳寿命评估更偏于安全,能保证车辆结构的安全服役。