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异性分形表面合成方法及表面特性研究

机械工程学报 2019年第21期55卷 118-126页

作者：张玲郑国磊杨荣荣北京航空航天大学机械工程及自动化学院

针对异性分形表面的建模,提出了一种以二维离散傅里叶变换为基础,以名义维数Dx,Dy为驱动参数的表面合成方法--合成维数法。通过对比名义维数与采用轮廓功率谱公式和数值分析法得到的表面计算维数的关系,验证了该方法的有效性。探讨了名... 详细信息

针对异性分形表面的建模,提出了一种以二维离散傅里叶变换为基础,以名义维数Dx,Dy为驱动参数的表面合成方法--合成维数法。通过对比名义维数与采用轮廓功率谱公式和数值分析法得到的表面计算维数的关系,验证了该方法的有效性。探讨了名义维数对x,y方向轮廓能量分布以及对表面及轮廓粗糙度的影响。一方面在轮廓功率谱分析的基础上定义了轮廓累计功率比,用于描述表面轮廓的能量分布特性,不仅促进了对名义维数和轮廓能量关系的定性理解,更能定量地解释不同维数值影响下频率和轮廓能量分布的关系。另一方面以能量分析为切入点,建立了名义维数与表面及轮廓粗糙度参数间的联系,并且依据能量守恒定律,证明并揭示了轮廓粗糙度Rqx,Rqy之间以及二者与面粗糙度Sq的关系。同时得出结论,Dx或Dy值越小,低频部分能量占比越高,反之亦然,但是x,y方向轮廓总功率始终相等,并随Dx,Dy增大而增大;Dx,Dy只影响Sq,Rqx,Rqy的绝对数值,二者的增大会引起粗糙度值增加,但并不影响Rqx,Rqy的相对关系。

关键词：分形表面离散傅里叶变换合成维数法名义维数轮廓能量分布粗糙度

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二维分形表面电磁散射特性

哈尔滨工业大学学报 2016年第3期48卷 15-19页

作者：齐超刘伟健张磊全勇哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

为深入研究电磁波、光波探测信号与不规则背景表面之间的相互作用机理及物理本质,以便给雷达目标探测、不规则材料表面的探测与遥感提供必要的散射模型,对具有分形维度的二维粗糙表面采用带限Weierstrass函数进行建模,推导了基于基尔霍... 详细信息

为深入研究电磁波、光波探测信号与不规则背景表面之间的相互作用机理及物理本质,以便给雷达目标探测、不规则材料表面的探测与遥感提供必要的散射模型,对具有分形维度的二维粗糙表面采用带限Weierstrass函数进行建模,推导了基于基尔霍夫近似理论的二维粗糙面散射场,在HH极化条件下,给出了该分形面的电磁平均散射系数和平均强度系数,通过理论分析和数值计算讨论了粗糙面散射特性与谐波数、入射波波长、面分维等其他参量之间的关系.结果表明,随着分维和谐波数的增大,除镜向反射以外,散射强度的幅值及其旁瓣分量是增大的.为基于表面散射强度重构粗糙面的相关统计参数提供数据.

关键词：分形表面电磁散射散射系数平均强度强度系数

基于热效应的织构化分形表面的弹流动压性能分析

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表面技术 2017年第12期46卷 141-146页

作者：韩翔徐州工程学院江苏省大型工程装备检测与控制重点实验室江苏徐州221018

目的研究织构化分形表面的热弹流润滑性能随分形维数及织构参数的变化规律。方法建立织构化分形表面的热弹流动压模型并无量纲化,然后运用多重网格法编程求解。通过对多种工况下的摩擦面间的最大压力、最小膜厚和摩擦因数进行比较分析,... 详细信息

目的研究织构化分形表面的热弹流润滑性能随分形维数及织构参数的变化规律。方法建立织构化分形表面的热弹流动压模型并无量纲化,然后运用多重网格法编程求解。通过对多种工况下的摩擦面间的最大压力、最小膜厚和摩擦因数进行比较分析,揭示织构参数和分形参数对织构化分形表面动压润滑性能的影响。结果随着织构深度的增加,最小膜厚减小,最大压力和固体界面温度增大。摩擦因数-织构深度曲线有最小值,但不同分形维数下的摩擦因数-织构深度曲线的最小值发生处的织构深度值相同。织构深度相同时,最大压力和固体界面温度随维数的增大而减小,平均摩擦因数则增大。最小膜厚-织构密度曲线和摩擦因数-织构密度曲线都存在最小值,最大压力-织构密度和固体界面温度-织构密度曲线有最大值。织构密度相同时,最大压力和固体界面温度随分形维数的增大而减小,摩擦因数则随之增大。结论分形维数越大,摩擦副表面的摩擦因数越大,但摩擦因数-织构深度和摩擦因数-织构密度曲线都有最小值。

关键词：热效应织构分形表面弹流润滑润滑特性

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分形表面及其性能

化学通报 1994年第3期 10-14页

作者：徐满才史作清何炳林南开大学高分子化学研究所

本文介绍了分形、分维的基本概念及分形表面的实验分析方法，评述了分形表面的性能。

关键词：分形分形表面分形维数化合物

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各向异性分形表面建模研究

中国机械工程 2015年第8期26卷 1019-1023,1061页

作者：周超黄健萌高诚辉福州大学福州350116

为在计算机中对零件表面几何形貌的各向异性性质进行建模,进行了基于功率谱的各向异性分形表面建模研究。基于二维离散傅里叶变换的投影性质和旋转性质,实现了能在指定的单个或多个方向合成具有特定分形参数的各向异性分形表面的建模算... 详细信息

为在计算机中对零件表面几何形貌的各向异性性质进行建模,进行了基于功率谱的各向异性分形表面建模研究。基于二维离散傅里叶变换的投影性质和旋转性质,实现了能在指定的单个或多个方向合成具有特定分形参数的各向异性分形表面的建模算法,并进一步讨论了合成表面的几何形貌与分形参数以及功率谱图的关系。研究结果表明,基于表面功率谱,可以精确、直观、方便地进行各类各向异性分形表面的建模。

关键词：分形表面各向异性功率谱离散傅里叶变换

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分形表面电磁散射特性研究

分形表面电磁散射特性研究

作者：刘伟健哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了深入研究电磁波、光波探测信号与不规则背景表面之间的相互作用机理及物理本质,以便为雷达目标探测、不规则材料表面的探测与遥感提供必要的理论依据,利用分形理论对具有分形维度的粗糙表面进行建模。分形理论是一门以现实生活和自... 详细信息

为了深入研究电磁波、光波探测信号与不规则背景表面之间的相互作用机理及物理本质,以便为雷达目标探测、不规则材料表面的探测与遥感提供必要的理论依据,利用分形理论对具有分形维度的粗糙表面进行建模。分形理论是一门以现实生活和自然界广泛存在的复杂且非规则的几何形态为研究对象的新兴学科。具有自相似性、无标度性和自仿射性的分形几何学出现,为准确描述海岸线的长度等此类问题提供了有力的工具。研究粗糙表面散射特性时,由于一维和二维随机粗糙表面的统计参数具有一致性,不随粗糙表面的单向尺度变化而改变,即在一定的标度之间存在统计自相似性。可以采用改进的Weierstrass函数来更好地描述具有分形特性的表面。本文首先是针对已知的分形几何理论及其特征,对自然界中的物体表面采用改进的Weierstrass函数进行仿真建模,并分析了不同特征参数对分形表面粗糙程度的影响。利用电磁波及电磁散射的基本理论,从电磁场中电磁波满足的亥姆霍兹方程入手,由数理方程中的格林公式得到介质表面分界面散射场的积分方程,并对该积分方程进行数值分析,得到了材料表面介质分界面上电磁场及其导数的严格积分结果。从而根据格林函数的数值积分,对一维分形函数随机表面电磁散射的散射场进行数值计算。同时,推导出基于基尔霍夫近似理论的二维分形粗糙面散射场,在HH极化条件下,给出了二维分形面的平均散射系数和平均强度系数,通过理论分析和数值计算讨论了粗糙面散射特性与面分维、入射波波长等其他参量之间的关系。其次,本文对一类分形表面散射波信号进行混沌特性分析,对分形表面散射波的时间序列数据进行相空间重构,确定出时间延迟?和嵌入维数m,计算相空间的混沌不变量:关联维数和最大Lyapunov指数,得出分形表面散射波具有混沌特性。最后采用透反光谱测试系统测出四种不同样片的绝对反射率,并通过实验对常温、高温环境下的样片表面的BRDF值进行测取,得到材料表面的散射特性,文章的最后讨论了低温环境对材料表面散射特性的影响。

关键词：分形表面电磁散射混沌分析绝对反射率

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泥沙的分形表面和分形吸附模型

水利学报 2003年第3期34卷 14-18页

作者：李洪李嘉李克锋周鲁四川大学高速水力学国家重点实验室四川成都610065 四川大学化工学院四川成都610065

天然水体中泥沙对污染物的吸附过程对水质影响很大,己成为环境水力学研究领域中的热点问题之一。尽管采用分形理论分析泥沙颗粒表面现象方面取得了许多进展,但泥沙颗粒的分维与污染物的吸附解吸的热力学和动力学特征之间的关系尚不清楚... 详细信息

天然水体中泥沙对污染物的吸附过程对水质影响很大,己成为环境水力学研究领域中的热点问题之一。尽管采用分形理论分析泥沙颗粒表面现象方面取得了许多进展,但泥沙颗粒的分维与污染物的吸附解吸的热力学和动力学特征之间的关系尚不清楚。针对这一问题,本文首先介绍了分形几何学的基本概念、分形维数的定义以及分形表面的维数测定方法。并应用分形几何原理,从理论上推导出具有分形表面泥沙的分形吸附方程。这一方程与Freundlich等温吸附方程和Langmuir等温吸附方程相比更具有普遍意义。

关键词：泥沙分形表面分形吸附模型热力学动力学

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分形表面上CO氧化反应的蒙特卡罗模拟

物理化学学报 1999年第6期15卷 555-559页

作者：曾健青张镜澄钟炳中国科学院广州化学研究所广州510650 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原030001

The CO oxidation reaction on DLA fractal surface has been studied in detail by Monte Carlo method. It was found that (1) when only adsorption and surface reaction were considered the O atoms and CO molecules on surface would self-organize after a reation period, which greatly decreased the touching chance among different reactant molecules and consequently decreased the reaction rate. Furthermore, O atoms tended to be adsorbed at the center or the inner area of DLA surface while CO molecules could exist only at the exterior; (2) the clusters of O atoms could be cut off by vacant active sites after the introduction of CO diffusion on surface, which would further give rise to accelerateion of the reacti0n rate; (3) when the reversible adsorption of CO was introduced O atoms and CO molecules could adsorb evenly on the whole DLA surface and then the reaction would be speeded up greatly, which suggested that for a good catalyst the adsorbing strength should be moderate.

关键词：氧化扩散限制生长簇一氧化碳分形表面催化剂

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分形表面粗糙度与光散射关系的研究

物理化学学报 1998年第7期14卷 585-589页

作者：汤晓明魏赛珍毛祖遂陈晓峰郑永铭浙江大学物理系杭州310027 中国工程物理研究院高温高密度等离子体物理实验室成都610003

用Weielstxass－Mandelbrot函数产生了一维的分形表面，在几何光学适用的范围内研究了这些表面的光散射特性．发现分形线数D越大，通常被认为越粗糙的表面，其光散射的角分布反而比D小的表面更集中．文章最后解释了这种现象的成因．

关键词：分形表面粗糙度光散射计算机模拟表面粗糙度