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考虑裂纹分形维数的平行黏结模型细观参数标定的神经网络模型
1
作者 龚囱 戚燕顺 +4 位作者 缪浩杰 肖琦 熊良锋 曾鹏 赵奎 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期327-336,共10页
针对试错法在平行黏结模型细观参数标定过程中存在繁琐耗时,且无法定量评价数值模拟与室内试验的裂纹匹配程度等局限性,统计并分析了近10年平行黏结模型细观参数取值范围,采用盒计数法获取了数值模拟试验、室内试验所得破坏后岩石表面... 针对试错法在平行黏结模型细观参数标定过程中存在繁琐耗时,且无法定量评价数值模拟与室内试验的裂纹匹配程度等局限性,统计并分析了近10年平行黏结模型细观参数取值范围,采用盒计数法获取了数值模拟试验、室内试验所得破坏后岩石表面裂纹分形维数。在此基础上,建立了以宏观弹性模量、宏观泊松比、峰值强度和裂纹分形维数等4个参数为输入层,黏结弹性模量、黏结法向与切向刚度比、黏结内聚力、黏结内摩擦角、黏结抗拉强度和摩擦系数等6个细观参数为输出层的神经网络模型,对比分析了考虑与不考虑裂纹分形维数时平行黏结模型细观参数标定效果。研究结果表明:(1)所建立的神经网络模型具有较好的收敛速度、预测精度与泛化性能,测试集输出数据与期望值误差约为3.34%。(2)将裂纹分形维数纳入神经网络模型后,数值模拟所得弹性模量、峰值应力与泊松比等宏观参数与室内试验结果的误差小于3.00%,优于不考虑裂纹分形维数标定结果。(3)该方法可定量保障数值模拟所得裂纹不规则性与室内试验结果的一致性,其在一定程度上可视为对现有神经网络模型细观参数标定结果的修正。研究成果可为提高平行黏结模型细观参数标定效果提供新思路。 展开更多
关键词 分形维数 颗粒流 平行黏结模型 参数标定 神经网络
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基于分形维数和BiLSTM的离心泵空化状态识别方法
2
作者 邹淑云 刘忠 +2 位作者 王文豪 喻哲钦 孙旭辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期305-312,共8页
针对离心泵空化状态下压力脉动信号的非线性和复杂程度以及浅层机器学习方法在数据深度挖掘上的不足,提出一种基于分形维数和双向长短时记忆神经网络的离心泵空化状态识别方法。通过离心泵空化试验获得不同空化状态压力脉动信号。采用... 针对离心泵空化状态下压力脉动信号的非线性和复杂程度以及浅层机器学习方法在数据深度挖掘上的不足,提出一种基于分形维数和双向长短时记忆神经网络的离心泵空化状态识别方法。通过离心泵空化试验获得不同空化状态压力脉动信号。采用固有时间尺度分解对压力脉动信号进行处理,筛选出有效分量,计算其盒维数和关联维数,构建空化分形特征向量。将空化特征向量导入基于双向长短时记忆神经网络的空化状态识别模型。研究结果表明,有效分量的盒维数及关联维数随空化系数的变化具有明显的规律性,且模型识别的准确率高达92.8%,能够实现离心泵空化状态的识别。 展开更多
关键词 离心泵 空化 压力脉动 固有时间尺度分解 分形维数 双向长短时记忆神经网络
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结合分形维数与跟踪连续性指标的紧凑型地波雷达航迹质量评价方法
3
作者 孙伟峰 陈晓雪 《现代雷达》 北大核心 2025年第2期37-44,共8页
准确性和连续性是衡量目标航迹质量的两个重要指标,紧凑型高频地波雷达目标定位精度低,跟踪得到的航迹波动大、易断裂。为了评价紧凑型高频地波雷达跟踪得到的航迹质量,提出了一种结合分形维数与跟踪连续性指标的紧凑型高频地波雷达航... 准确性和连续性是衡量目标航迹质量的两个重要指标,紧凑型高频地波雷达目标定位精度低,跟踪得到的航迹波动大、易断裂。为了评价紧凑型高频地波雷达跟踪得到的航迹质量,提出了一种结合分形维数与跟踪连续性指标的紧凑型高频地波雷达航迹质量评价方法。引入分形维数衡量航迹的波动性,估计雷达航迹与真实航迹之间的波动差异以评价目标航迹的准确性;结合航迹跟踪时长和丢点率评价目标跟踪的连续性,并将三个指标加权形成了航迹综合质量指标。利用仿真和实测地波雷达航迹数据开展了航迹质量评价实验,其结果表明:提出的综合质量指标能够有效地反映航迹质量变化,无需目标状态真实值作为先验信息。分形维数指标与现有利用目标运动参数的归一化质量指标相比,分形维数指标结果的均值标准差减少了67.8%,评价结果更稳定。 展开更多
关键词 紧凑型高频地波雷达 目标跟踪 航迹质量评价 分形维数 层次分析法
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基于分形维数的硫酸盐环境下混凝土抗蚀系数及微观机理研究 被引量：2
4
作者 杨军兆 张戎令 +3 位作者 薛彦瑾 王小平 窦晓峥 宋毅 《材料导报》 北大核心 2025年第7期89-95,共7页
为研究硫酸盐环境对混凝土的性能影响,基于新疆台特玛湖地区的实际工程环境,模拟现场腐蚀环境进行室内硫酸盐腐蚀试验。研究了混凝土宏观抗蚀系数、微观孔结构与腐蚀产物等随侵蚀时间的演变规律。并对混凝土孔结构进行分形维数的计算,... 为研究硫酸盐环境对混凝土的性能影响,基于新疆台特玛湖地区的实际工程环境,模拟现场腐蚀环境进行室内硫酸盐腐蚀试验。研究了混凝土宏观抗蚀系数、微观孔结构与腐蚀产物等随侵蚀时间的演变规律。并对混凝土孔结构进行分形维数的计算,分析了分形维数、孔隙率与抗蚀系数的关系。结果表明:随着腐蚀时间的延长,抗蚀系数呈先增大后减小的趋势;总孔隙率先降低后增加,有害孔与多害孔占比先减后增,孔隙率与抗蚀系数呈线性关系;分形维数和孔隙大小有关,腐蚀前期混凝土内部孔结构细化,密实度增加,孔隙分布复杂,分形维数增大,当钙矾石、石膏等膨胀性腐蚀产物发生膨胀作用,混凝土内部孔结构粗化,孔隙分布简单,分形维数降低。通过XRD侵蚀产物分析可知钙矾石、石膏产生膨胀作用是引起混凝土劣化的主要原因,且侵蚀早期主要发生钙矾石侵蚀,侵蚀后期主要发生石膏侵蚀。研究成果可为西北盐渍土地区混凝土抗腐蚀提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 硫酸盐腐蚀 抗蚀系数 核磁共振 孔结构 分形维数
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基于分形维数的不同加工参数对铅板表面疏水及自清洁性能的影响
5
作者 朱鑫 李立新 +1 位作者 杨岐 杨圳洋 《表面技术》 北大核心 2025年第22期198-207,共10页
目的通过复合工艺(轧制、激光加工与热处理)在铅板表面构建粗糙微观结构,探究不同加工参数对疏水性及自清洁性能的影响。方法以铅板为基底材料,通过轧制、激光加工、热处理相结合的复合工艺对其进行表面处理。利用光学显微镜观察表面微... 目的通过复合工艺(轧制、激光加工与热处理)在铅板表面构建粗糙微观结构,探究不同加工参数对疏水性及自清洁性能的影响。方法以铅板为基底材料,通过轧制、激光加工、热处理相结合的复合工艺对其进行表面处理。利用光学显微镜观察表面微观结构的演变过程,运用表面轮廓测量仪和接触角测量仪对加工后表面的微观结构特征及疏水性进行表征,采用小麦粉颗粒模拟粉尘污染物进行自清洁性能测试。通过正交设计的方法设计试验,基于分形维数探究各加工参数对材料表面疏水性影响的作用机理。结果复合工艺可使铅板静态接触角从114.5°提升至139.3°,疏水性提升21.6%,自清洁性能得以改善;接触角与分形维数呈负相关关系(R^(2)=0.88,F检验表示有99%以上的置信度),分形维数越小,疏水性越优;激光加工扫描速度和激光间距为关键影响因素,通过调控表面微观结构来改变疏水性,轧制和热处理工艺相关加工参数的影响相对较弱。结论为铅基材料表面疏水性的改善提供了一种成本低、效率高、环保性好的工艺方案,通过揭示不同加工参数对铅板表面疏水性的影响规律,为实际生产中的参数优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 疏水性 分形维数 激光加工 铅板 自清洁 热处理
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基于分形维数的固体推进剂损伤表征方法
6
作者 乔一舟 吴伟静 申志彬 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第5期696-703,共8页
固体推进剂的细观损伤是影响其力学行为的重要因素,对其进行定量表征意义重大。采用原位拉伸试验和高倍光学显微镜观测相结合的手段,研究了某3,3′-二叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)推进剂在定速拉伸状态下的损伤演化过程。通... 固体推进剂的细观损伤是影响其力学行为的重要因素,对其进行定量表征意义重大。采用原位拉伸试验和高倍光学显微镜观测相结合的手段,研究了某3,3′-二叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)推进剂在定速拉伸状态下的损伤演化过程。通过截取试样拉伸过程中的图像,经过图像处理后提取损伤部分,计算其分形维数,定量分析单轴拉伸下的推进剂损伤演化过程,并对比了孔隙率和分形维数在表征损伤方面的差异。结果表明,在距离拉伸断口较远处,PBT推进剂损伤无明显的发展演化过程,分形维数呈现缓慢增长的趋势;在拉伸断口处,PBT推进剂有明显的损伤演化过程,分形维数呈现先增长后平缓的趋势,与应力-应变曲线的变化趋势存在相似性。 展开更多
关键词 固体推进剂 分形维数 PBT 损伤表征 原位拉伸
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综放工作面倾角影响卸压瓦斯运储区分形维数交叉融合研究及应用 被引量：1
7
作者 赵鹏翔 常泽晨 +5 位作者 李树刚 林海飞 卓日升 邵秋冬 裴文博 王捞捞 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3966-3979,共14页
明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义。以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数... 明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义。以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数软件研究了卸压瓦斯运储区变化过程,构建了卸压瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型,揭示了倾角影响下瓦斯运储区交叉融合特征。结果表明:采动过程中上覆岩层离层量突变点1.87 m和贯通度突变点0.57可将裂隙场划分为瓦斯储集区、瓦斯运移区和覆岩压实区;通过研究不同区域的分形维数变化规律,掌握了瓦斯运储区随工作面推进呈现出“运储一体—区域显现—交叉融合—区域分离”的变化过程,在“区域形成—交叉融合—区域分离”阶段下的分形维数呈现出变化较小、剧烈变化和新发育3种状态;得到了煤层倾角影响下瓦斯运储区特征参数(区域高度、宽度)的大小,构建了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型;依据现场实际情况计算出瓦斯运储区空间截面范围,对工作面卸压瓦斯抽采钻孔布置参数进行优化,优化后的卸压瓦斯抽采纯量和体积分数均有显著上升,验证了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型及钻孔布置的合理性,研究结果可为倾斜厚煤层卸压瓦斯精准分域抽采提供参考。 展开更多
关键词 煤层倾角 分形维数 瓦斯运储区 交叉融合 钻孔布置
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基于周界分形维数的隧道围岩爆破损伤非线性特征研究
8
作者 宋肖龙 耿东阳 +2 位作者 高文学 饶天琛 何家珩 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期159-167,共9页
为研究施工过程中隧道围岩爆破损伤演化规律,采用地质雷达对开挖过程中的隧道围岩进行无损监测,采用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)信号分析方法处理雷达信号并提取瞬时幅值作为特征参量分析围岩损伤,引入周界分形维数... 为研究施工过程中隧道围岩爆破损伤演化规律,采用地质雷达对开挖过程中的隧道围岩进行无损监测,采用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)信号分析方法处理雷达信号并提取瞬时幅值作为特征参量分析围岩损伤,引入周界分形维数和相对损伤度等指标,研究连续爆破扰动影响下围岩损伤演化的非线性特征,研究结果表明:靠近爆源区域围岩受爆破荷载作用直接影响较大,远离爆源区域新生损伤产生较少,但损伤影响区域出现扩展和贯通;循环爆破荷载作用会使损伤影响区面积增加,但岩体自重效应会使裂缝压密导致损伤影响区面积减小,损伤影响区面积动态变化;周界分形维数和相对损伤度对损伤影响区的扩展与贯通有很好地识别效果,分形维数变化越大,导致相对损伤度越高,说明围岩中的贯通性裂隙越多,围岩的损伤越严重。研究结果可为隧道施工中围岩稳定性评估、爆破参数优化及施工安全保障提供理论参考与技术支撑。 展开更多
关键词 爆破损伤 分形维数 损伤图像 损伤突变
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裂隙分形维数对孔周煤体瓦斯非Darcy渗流特征参数的影响
9
作者 张天军 伍珊 +3 位作者 庞明坤 宋宪峰 朱诗鹏 潘红宇 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期361-371,共11页
钻孔孔周煤体的裂隙分形维数可有效反映孔周煤体裂隙网络的几何特征,它影响着孔周裂隙煤体瓦斯非Darcy渗流特征。为了探究预抽钻孔孔周裂隙煤体瓦斯非Darcy渗流特征,制作了含有2到4条贯穿裂隙共5种几何特征的含孔煤样,运用孔周煤体裂隙... 钻孔孔周煤体的裂隙分形维数可有效反映孔周煤体裂隙网络的几何特征,它影响着孔周裂隙煤体瓦斯非Darcy渗流特征。为了探究预抽钻孔孔周裂隙煤体瓦斯非Darcy渗流特征,制作了含有2到4条贯穿裂隙共5种几何特征的含孔煤样,运用孔周煤体裂隙结构的分形维数量化表征孔周裂隙网络几何特征,并利用自主设计的瓦斯径向渗流系统开展孔周裂隙煤体侧限压缩径向渗流试验,模拟瓦斯在孔周裂隙煤体中的渗流过程,结合Forchheimer方程分析孔周裂隙煤体瓦斯径向渗流的非线性特征及其作用原理。结果表明:①孔周裂隙煤体具有较好的分形特征,煤样孔周裂隙网络的二维分形维数D_(2)在1.321~1.442之间,三维分形维数D_(3)在2.321~2.442之间,孔周裂隙煤体分形维数的不同能够综合表征其表面裂隙率R_(sc)、裂隙交点个数N_(j)、裂隙条数N_(seg)、裂隙总长度L_(sum)、裂隙平均长度L_(av)和裂隙平均宽度e等基本几何指标的不同;②气体在孔周裂隙煤体内的径向渗流受到局部粗糙度效应、流体内部的摩擦效应和曲折流效应这三重效应的影响,在同一压力梯度下,煤样孔周裂隙网络的分形维数越大,孔周裂隙网络中通过的流量越小;③孔周裂隙煤体的渗流速度随压力梯度的增加而增加,且逐渐偏离线性,孔周裂隙煤体的渗流速度越大,非线性越明显;煤样孔周裂隙网络的分形维数越大,所能达到的最大渗流速度越小;④随着孔周裂隙网络分形维数的增加,孔周裂隙煤体的渗透率降低,其关系式满足10^(11)k=4.6D_(3)^(2)−23.9D_(3)+31.9,同时非Darcy流β因子增大;此外,非Darcy流β因子随渗透率k的增大而减小。结合以上结论,在顺煤层钻孔预抽瓦斯工作中,观测孔周煤体裂隙网络的分形维数,进而掌握孔周裂隙煤体的渗透率大小,对于预抽钻孔布孔参数的设计具有重要的理论指导意义。 展开更多
关键词 预抽钻孔 分形维数 裂隙煤体 非DARCY渗流 Forchheimer方程
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基于分形维数的掺增稠剂新拌水泥浆体显微结构的研究
10
作者 左彦峰 陶俊旭 +2 位作者 张艺劼 韩小华 李崇智 《混凝土》 北大核心 2025年第5期31-36,共6页
采用超景深显微镜对掺生物胶等增稠剂新拌水泥浆体进行了观察,并进行图像处理和线性回归,得到了各浆体的分形维数,发现:增稠剂会增大新拌水泥浆体内部聚集体的分形维数即聚集体尺寸,增稠剂对提高聚集体尺寸能力的排序为温轮胶>黄原胶... 采用超景深显微镜对掺生物胶等增稠剂新拌水泥浆体进行了观察,并进行图像处理和线性回归,得到了各浆体的分形维数,发现:增稠剂会增大新拌水泥浆体内部聚集体的分形维数即聚集体尺寸,增稠剂对提高聚集体尺寸能力的排序为温轮胶>黄原胶>15W HPMC≈10W HPMC≈3W HPMC;掺入增稠剂后聚集体尺寸随时间的增加能力降低,由小到大的顺序为温轮胶<15W HPMC≈10W HPMC≈3W HPMC<黄原胶;随分形维数即聚集体尺寸的增加,新拌水泥浆体的流动性降低,屈服应力增加,在分形维数达到1.75后逐渐趋向于平稳。 展开更多
关键词 增稠剂 生物胶 新拌水泥浆体 显微结构 分形维数
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泥石流频发区不同土地利用类型下土壤分形维数与理化性质的关联度 被引量：4
11
作者 谢贤健 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-58,共10页
为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的... 为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的主要影响因子,同时利用关联耦合度方法构建了土壤分形维数与理化性质间的耦合模型。结果表明,不同土地利用类型下土壤的分形维数介于2.71~2.75,0.5~2 mm土壤颗粒含量决定了不同土地利用类型下土壤的分形维数;土壤颗粒的分形维数与土壤碱解氮、容重、有机质含量显著相关,两者之间属于中等关联,土壤理化性质对分形维数的影响大小依次为容重>碱解氮>有机质;分形维数与理化指标的系统耦合度属于弱协调,未达到最佳状态;不同土地利用类型的系统耦合协调程度按大小排序为林地>草地>耕地>裸地。研究结果表明,增加植被覆盖和减少人为扰动有利于稳定的土壤结构形成。研究结论可以为流域植被恢复及土壤结构特征描述提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 蒋家沟 主成分分析 分形维数 土壤结构 系统 耦合 植被恢复
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基于孔隙结构分形维数的水驱气藏见水井产能预测模型 被引量：2
12
作者 孙双双 何勇明 +3 位作者 邓美洲 牛娜 蒋燕聪 冯英 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期62-67,107,共7页
基于渗流理论和分形介质理论,利用分形维数与相渗曲线之间的幂函数关系,建立了气水两相流动条件下考虑孔隙结构分形维数与有效非达西系数的产能预测模型。研究表明:水驱气藏产水气井产能随着渗透率和有效厚度的增大而增大,但增大幅度随... 基于渗流理论和分形介质理论,利用分形维数与相渗曲线之间的幂函数关系,建立了气水两相流动条件下考虑孔隙结构分形维数与有效非达西系数的产能预测模型。研究表明:水驱气藏产水气井产能随着渗透率和有效厚度的增大而增大,但增大幅度随着参数值的增大逐渐变缓;随着分形维数、生产水气比、表皮系数、供给半径的增大,产水气井产能明显降低。在本文参数取值范围下,渗透率和有效厚度对产水气井产能影响最显著,是产能主控因素。模型可以准确预测水驱气藏产水气井产能,从而为调整气井生产制度、延缓气藏水侵、提高气藏开发效果提供理论指导与技术支持。 展开更多
关键词 产能模型 水驱气藏 分形维数 影响因素 产能试井
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基于卷积神经网络的页岩CT分形维数预测及其抗干扰能力应用 被引量：2
13
作者 孙丁伟 王磊 +2 位作者 杨栋 黄旭东 贾毅超 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期1045-1052,共8页
【目的】为了深入探究页岩储层内部的孔裂隙分布规律以优化页岩油气的开发方案和提高产能。【方法】提出一种基于卷积神经网络的页岩CT图片分形维数预测方法,自主搭建适用于油页岩CT图片的卷积神经网络模型,分别将不同温度热解下的油页... 【目的】为了深入探究页岩储层内部的孔裂隙分布规律以优化页岩油气的开发方案和提高产能。【方法】提出一种基于卷积神经网络的页岩CT图片分形维数预测方法,自主搭建适用于油页岩CT图片的卷积神经网络模型,分别将不同温度热解下的油页岩样品CT切片和其对应的分形维数作为数据集和标签,对搭建好的卷积神经网络进行训练并预测,实现对页岩CT图片分形维数的提取。【结果】结果证明,通过卷积神经网络预测的页岩CT图片分形维数与盒子计数法计算得到的分形维数十分接近,大约差0.01,且在计算速度更快的情况下还可以很大程度地忽略CT图片的噪声和伪影。新方法有效地捕捉到了图像的结构特征,能够对图片的分形维数进行可靠的预估并具有较好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 页岩 分形维数 机器学习 卷积神经网络 页岩CT
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不同放牧时间对荒漠草原土壤颗粒组成及分形维数的影响 被引量：4
14
作者 姜海鑫 周瑶 +2 位作者 胡科 丁占胜 马红彬 《草业学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期17-28,共12页
研究放牧时间对草原土壤颗粒组成和分形维数的影响,有助于了解放牧干扰下草地土壤质量和草地生态状况,为草地适时放牧提供理论依据。以宁夏荒漠草原为对象,设置禁牧封育(FY)、传统时间轮牧(FG)、延迟开始轮牧(YG)、提前结束轮牧(TG)、... 研究放牧时间对草原土壤颗粒组成和分形维数的影响,有助于了解放牧干扰下草地土壤质量和草地生态状况,为草地适时放牧提供理论依据。以宁夏荒漠草原为对象,设置禁牧封育(FY)、传统时间轮牧(FG)、延迟开始轮牧(YG)、提前结束轮牧(TG)、延迟开始并提前结束轮牧(YT)5种不同时间放牧处理,研究了不同放牧时间下荒漠草原土壤颗粒组成及分形维数的变化及其影响因素。结果表明:各处理下荒漠草原土壤质地以粉粒、极细砂粒和细砂粒为主,0~40 cm土层处理间土壤颗粒组成差异显著(P<0.05),土壤颗粒分形维数变化范围为2.11~2.75,且随土层加深逐渐增大。总体上土壤YG粉粒含量、分形维数最高;0~10 cm土层除FY最低外,其余土层粉粒含量与分形维数均以FG处理最低。土壤分形维数与粉粒含量呈极显著正相关(P<0.01),与极细砂粒和细砂粒含量呈显著或极显著负相关(P<0.01,P<0.05),土壤颗粒分形维数与有机碳、总孔隙度呈正相关,与容重、速效钾、毛管孔隙度呈负相关。研究认为,分形维数可表征荒漠草原土壤质地变化,延迟放牧改善了土壤颗粒组成及分形维数,有利于土壤质量发展,可作为荒漠草原适时放牧的参考依据。 展开更多
关键词 颗粒组成 分形维数 放牧时间 荒漠草原
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不同放牧强度荒漠草原土壤粒径分形维数和养分特征研究 被引量：3
15
作者 郭振宁 镡建国 +2 位作者 孙世贤 庄玲 陈奕霏 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3698-3705,共8页
研究荒漠草原地区不同放牧处理土壤粒径、分形维数以及土壤养分之间的关系及动态变化,为该地区放牧制度制定及草原土壤侵蚀的恢复提供理论依据。本研究以荒漠草原地区4种不同放牧处理和1个对照组的样地为研究对象,分析放牧对土壤粒径、... 研究荒漠草原地区不同放牧处理土壤粒径、分形维数以及土壤养分之间的关系及动态变化,为该地区放牧制度制定及草原土壤侵蚀的恢复提供理论依据。本研究以荒漠草原地区4种不同放牧处理和1个对照组的样地为研究对象,分析放牧对土壤粒径、分形维数及养分的影响,并对三者的关系进行进一步分析。结果显示:(1)与对照组相比,随放牧强度增加,样地中土壤粘粒和粉粒含量呈现下降趋势,其中粘粒的下降比例在0.14%~0.88%,粉粒的下降比例在1.21%~4.65%之间,砂粒含量随放牧强度增加呈上升趋势,上升比例在1.07%~5.53%之间,围封禁牧能有效提高土壤细颗粒含量。(2)土壤分形维数随放牧强度的增加逐渐降低,分形维数D值在对照处理下最大,在极重度放牧下显著低于其他放牧处理。土壤分形维数与土壤粘粒和粉粒的关系为极显著正相关关系(P<0.01),与土壤砂粒的关系为极显著负相关关系(P<0.01),土壤颗粒组成是限制分形维数的重要因素,分形维数可以作为评价土壤质量的重要指标。在荒漠草原地区,适度地进行放牧能有效提高土壤质量,但应该控制在中度及以下范围。 展开更多
关键词 荒漠草原 放牧强度 土壤粒径 分形维数
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基于DWI的分形维数评价3D打印技术对胶质瘤术后临床疗效的价值
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作者 席华泽 景梦园 +5 位作者 柴彦军 赵志勇 袁隆 杨晶晶 徐敏 周俊林 《磁共振成像》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期32-37,44,共7页
目的使用基于弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)的分形维数(fractal dimension,FD)评价个性化3D打印技术是否可以提高手术治疗胶质瘤患者的临床疗效。材料与方法回顾性分析2018年1月至2023年1月我院经病理证实的136例胶质... 目的使用基于弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)的分形维数(fractal dimension,FD)评价个性化3D打印技术是否可以提高手术治疗胶质瘤患者的临床疗效。材料与方法回顾性分析2018年1月至2023年1月我院经病理证实的136例胶质瘤患者病例,其中32例为试验组,术前使用了个性化3D打印技术;其余患者为对照组,进行常规开颅手术。在术后一周DWI图上手动勾画术区周围边界,绘制二值图后测量FD。使用FD中位数对对照组进行分组,比较对照组中高FD和低FD患者的手术情况、疼痛程度、神经缺损程度、预后、日常生活能力是否存在差异;探究个性化3D打印技术是否会影响水肿创面的FD,以及是否会进一步提高患者临床疗效。结果高FD组的疼痛程度(t=−13.228,P<0.001)、神经缺损程度(t=−2.627,P=0.008)高于低FD组,日常生活能力(t=4.821,P<0.001)及预后(t=−3.058,P=0.003)较低FD组差。受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线结果显示FD能对患者上述四项评分的高低进行有效区分,术前使用个性化3D打印技术可使得患者水肿带FD下降,减轻神经缺损程度并提高日常生活能力,但对改善预后及术区疼痛效果不明显。结论个性化3D打印技术可以有效降低患者术区创面水肿带的FD,减轻神经损伤,值得临床应用。 展开更多
关键词 脑胶质瘤 弥散加权成像 磁共振成像 分形维数 3D打印技术 精准医疗
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基于分形维数耦合支持向量机和熵权模型的滑坡易发性研究 被引量：5
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作者 付泉 党光普 +6 位作者 李致博 田润青 石琳 赵鑫 王昆 石磊 吕娜娜 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期255-267,共13页
陕西省宝鸡市北部黄土高原滑坡灾害频发,严重威胁当地人民的经济发展和生产生活。本研究基于分形维数,分别利用熵权模型(IOE)、支持向量机模型(SVM)和两种混合模型即F-IOE和F-SVM对滑坡可能发生的范围进行定量预测。首先,利用179个滑坡... 陕西省宝鸡市北部黄土高原滑坡灾害频发,严重威胁当地人民的经济发展和生产生活。本研究基于分形维数,分别利用熵权模型(IOE)、支持向量机模型(SVM)和两种混合模型即F-IOE和F-SVM对滑坡可能发生的范围进行定量预测。首先,利用179个滑坡样本制作滑坡编录图,将70%(125个)的滑坡样本用于训练,其余30%(54个)用于测试。随后,提取12种滑坡影响因子,分别计算每个因子的信息增益率和分形维数,并使用训练数据建立4种滑坡易发性分区模型。最后,利用受试者工作特征曲线(ROC)和统计学指标包括阳性预测率(PPR)、阴性预测率(NPR)和准确率(ACC)测试模型的性能,并比较模型的泛化性。结果表明,F-SVM模型在训练和测试数据集上分别得到最高的PPR、NPR、ACC和AUC值,其次是F-IOE模型。最终,F-SVM模型在所有模型中表现最优,因此,基于分形维数构建的混合模型比原始模型更具优势,可为当地滑坡防治决策提供参考。 展开更多
关键词 GIS 滑坡易发性研究 混合模型 分形维数
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利用分形维数和BP神经网络实现超声导波缺陷分类的实验研究 被引量：3
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作者 武静 饶子玉 +4 位作者 沈宇驰 廖斌 张伟伟 邹厚德 马宏伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期328-338,共11页
近年来,超声导波技术广泛应用于管道的无损检测中。然而,不同微小缺陷类型(如裂纹、孔洞、凹陷变形等)引起的缺陷回波微弱且无明显不同,使得微小缺陷的识别和分类始终是检测难点。为识别不同微小缺陷的类型,利用对微弱周期信号敏感的Duf... 近年来,超声导波技术广泛应用于管道的无损检测中。然而,不同微小缺陷类型(如裂纹、孔洞、凹陷变形等)引起的缺陷回波微弱且无明显不同,使得微小缺陷的识别和分类始终是检测难点。为识别不同微小缺陷的类型,利用对微弱周期信号敏感的Duffing系统,提出了基于Duffing系统的动力学指标分形维数和反向传播(Back Propagation,BP)神经网络相结合的信号特征分类方法。利用BP神经网络对输入参数进行训练。其中,输入参数分为两组。第一组输入参数为由小波能量值、时域参数、分形维数特征等组成的21维k_(1)向量。第二组作为对照组,其输入参数为波能量值、时域参数组成的18维k_2向量。上述两组均输出3维向量,即输出缺陷类型。数值模拟及实验验证均表明,在加入混沌指标分形维数后识别准确率明显提升。其中,数值模拟的准确率由86.35%提升至91.85%,实验中的准确率由83.16%提升至86.06%。数值模拟和实验都验证了利用分形维数和BP神经网络结合能够更好地完成管道缺陷的识别和分类。创新性地将分形维数作为BP神经网络的特征输入,有效提高了分类的准确率,实现了因管道中小缺陷实验数据不足或检测难度大的有效识别和精确分类。研究对于实际工程中管道缺陷分类,预防管道事故具有重要意义。 展开更多
关键词 管道 超声导波 分形维数 BP神经网络
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基于卷积神经网络的三维表面分形维数识别 被引量：1
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作者 汪刘群 雷声 王子杰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期108-116,共9页
分形维数作为机械加工表面形貌的重要参数,可用于接触表面的摩擦特性分析。然而,现有的分形维数计算方法大多需要选择多组尺度计算相应的测度,这不仅影响分形维数的计算速度和精度,也增加了计算的复杂度。针对机加工表面的三维分形维数... 分形维数作为机械加工表面形貌的重要参数,可用于接触表面的摩擦特性分析。然而,现有的分形维数计算方法大多需要选择多组尺度计算相应的测度,这不仅影响分形维数的计算速度和精度,也增加了计算的复杂度。针对机加工表面的三维分形维数测量问题,提出一种基于卷积神经网络的分形维数的识别方法。采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建一个包含不同分形维数的三维粗糙表面数据集,利用单因素实验法分析网络参数(网络深度、滤波器大小、滤波器数量)对三维分形维数识别精度的影响,以找到最优的神经网络参数组合。通过与差分盒维数法、三角棱镜表面积法和分形布朗运动法3种方法进行对比,验证卷积神经网络法识别三维分形维数的有效性。实验结果表明:基于卷积神经网络方法计算的分形维数平均绝对百分比误差可控制在1.5%以下;该方法在分形维数全动态范围内都表现出较小的误差,可用于计算三维表面轮廓分形维数。 展开更多
关键词 分形维数 卷积神经网络 三维W-M函数 深度学习 接触表面
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基于分形维数的纤维混凝土孔结构与氯盐渗透关系 被引量：1
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作者 李松涛 肖东 +1 位作者 剧秀梅 安芳 《水电能源科学》 北大核心 2024年第11期103-106,共4页
为研究侵蚀环境下混凝土氯离子渗透扩散特性,以混杂纤维粉煤灰混凝土为研究对象,开展不同养护龄期和侵蚀龄期下氯盐渗透特性的影响试验,并通过压汞试验探讨氯盐渗透性与细观孔结构特征的数学相关性。结果表明,随着侵蚀深度的增加,纤维... 为研究侵蚀环境下混凝土氯离子渗透扩散特性,以混杂纤维粉煤灰混凝土为研究对象,开展不同养护龄期和侵蚀龄期下氯盐渗透特性的影响试验,并通过压汞试验探讨氯盐渗透性与细观孔结构特征的数学相关性。结果表明,随着侵蚀深度的增加,纤维混凝土的氯离子含量呈指数级下降;随着侵蚀龄期增加,氯离子含量上升,而渗透表观扩散系数却逐渐减小;孔结构分形维数随纤维体积掺量的增加先增大后减小;另外,孔结构分形维数与氯离子扩散系数存在显著的负线性关系。 展开更多
关键词 纤维混凝土 分形维数 孔结构 氯盐侵蚀 渗透特性
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