衡量震磁关系的一种新指标─—关联维

通过时局部地磁场变量的时间序列非线性特性的分析，介绍了以吸引子维数的改变研究震磁关系的思路，探讨了地震与非线性物理过程的关系，指出地磁场是具有低维奇异吸引子的确定性动力系统，地磁曲线中纪含着与地震的孕育过程有关的信息，其吸引子维数可作为临震现象的突变指标之一     

分形在快速测绘保障中的应用

通过分形理论在ＭＧＩＳ研究中的应用，论述了用１：２５万地图数据库快速生成小比例尺地图的基本算法以及用此方法进行快速自动综合的优越性。     

基于分数阶导数理论的Q3黄土流变本构模型研究

荷载的时间效应诱发的黄土蠕变和渐进破坏会显著影响其工程构筑物的长期服役性能。特别是在我国西北地区黄土广泛分布,在荷载的长期作用下一些典型工程建构筑物(如西安地铁开挖的黄土隧道工程)可能因黄土蠕变和渐进破坏而失稳,进而对工程建设的顺利实施以及工程建设完成后其安全运营维护产生极为不利影响。可见,对黄土流变特性进行分析并揭示其流变机理进而建立其本构模型具有重要的理论和实际意义。为此,以Q₃黄土为研究对象,基于分数阶导数理论,通过对典型蠕变变形过程进行分析,提出了一种可模拟加速蠕变阶段非线性变化特征的分数阶元件模型,对其进行理论分析进而建立了分数阶改进西原模型并推导出本构方程。在此基础上对Q₃黄土的原状与重塑样开展了三轴分级循环加-卸载流变试验,以验证分数阶改进西原模型的有效性。相应的理论计算结果表明：分数阶改进西原模型既能实现对Q₃黄土减速蠕变、等速蠕变和加速蠕变3个流变阶段的模拟,又可弥补整数阶改进西原模型无法描述加速蠕变阶段的不足,而且相比于整数阶改进西原模型,其在减速蠕变及卸载阶段的预测效果更佳。研究结果为考虑黄土流变问...     

江西九瑞地区典型矿床控矿断裂的 分形特征研究

利用断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性和构造演化的成熟度,它是断层数量、规模、发育程度、组合方式及动力学的综合体现。文章将分形几何学的原理和方法应用于九瑞地区以及城门山和武山铜矿田的断裂系统的二维平面分布特征研究,发现在研究的标度范围内不仅具有统计自相似性,而且九瑞矿区子区域具有不同的分维数D值。结果表明矿化岩体产出部位分维值明显高于整个区域的分维值,结合断裂产状、时代、穿切关系与岩体侵入部位对比可知,分维值越高,越有利于矿床形成,矿床规模也越大。     

分数阶时间导数计算方法在含黏滞流体黏弹双相VTI介质波场模拟中的应用

相对于整数阶导数,分数阶微分算子可以更简洁地描述具有历史依赖性和空间全域相关性的复杂力学和物理过程。但是对分数阶波动方程进行数值模拟,计算量和存储量均较大,尤其对长时间或大计算域的模拟更是如此。文中给出了3种计算方法：全局记忆法、短时记忆法、自适应记忆法,并将这3种方法应用于含黏滞流体黏弹双相VTI （横向各向同性）介质分数阶波传播方程正演。通过对比3种方法的模拟精度、计算时间及占用内存发现：虽然短时记忆法可以通过设置短时记忆长度来调整计算时间与所占内存,但是短时记忆长度越短,精度越差;而自适应记忆法在保证精度的前提下,是短时记忆法与全局记忆法在计算时间与占用内存两方面的折衷。最后对各方法的利弊进行总结,为后续正演模拟及新的分数阶数值算法开发提供方法上的参考。在正演过程中,不仅要使所建模型更贴近实际地下介质,还需对选取的数值算法在计算时间、计算存储量和精度之间进行利弊权衡,以得到一个比较合理的数值算法。     

基于分数阶微积分改进的黄土西原模型

基于分数阶微积分构造的软体元件可反映介于理想固体与理想流体之间的岩土材料流变性质。应用软体元件替换传统西原模型中牛顿粘滞元件,改进的西原模型更符合材料的实际力学行为。为反映岩土材料流变的非线性特性,应用简化的SN元件与考虑应力及时间的损伤变量进一步改进软体元件的类粘滞系数,得到了由变参数的软体元件改进的西原模型。应用Q2黄土三轴蠕变试验结果对模型进行验证,结果显示改进后的西原模型可以很好地反映黄土的整体流变特性。     

非线性震级频度关系与两类地震活动系统

在假定地震活动系统具有分形特征的前提下,首先推导出了震级频度关系的非线性表达式,进而指出地震活动系统可分为两类:整体地震活动受一个统一的大系统控制的Ⅰ类地震活动系统和整体地震活动受一个以上大系统控制的Ⅱ类地震活动系统．通常情况下,两类地震活动系统可以相互转变. 在华北地区一般强震前地震活动系统将由Ⅰ转变为Ⅱ类系统,这种变化可作为地震趋势判断的一个指标．另外,本文得到的非线性震级频度关系b值和线性震级频度关系b值之差b以及和非线性项系数有关的参数Muj可作为中短期地震预报的一对参数．      

分形图形生成的一种新方法

本文提出分形图形生成的一种新方法。采用分数维布朗运动来合成分形图形,分数维布朗运动用一种新的方法──递归空间滤波来获得。由分数维布朗运动的功率谱确定其二维成形滤波器的频率响应,然后采用以一维原形滤波器加旋转变换的方法来设计具有圆对称和指数衰减频率响应的成形滤波器。用成形滤波器对高斯分布的白色过程滤波,便可以得到具有期望分数维的布朗运动分形图形。     

Application of Nonlinear Balance Scheme in Three-Dimensional Variational Data Assimilation

The dynamical constrains in three-dimensional variational data assimilation are discussed when consid- ering the impact of stream divergence and convergence on the pressure and wind fields.For the analysis of severe tropical cyclone,frontal structures,and other rapidly changing structures,the geostrophic balance and linear balance cannot properly represent the relationship between wind and pressure fields.However,the nonlinear balance incremental equation takes into account the information of flow-dependent background, and makes response to the flow-dependent background covariance in the 3D-Var system.Results indicate that the application of the nonlinear balance equation to 3D-Var system improves the quality of severe trop- ical cyclone assimilation system,which has some positive effects on intensity prediction of tropical cyclones.     

地电阻率的分数维结构

利用重建动力学相空间的方法，对唐山地震前后其周围几个台站及山丹地电台１９９０年的地电阻率观测资料进行了关联分维、李雅普诺夫指数及复杂度的计算，结果表明，地电阻率时间序列具有分维结构，在正常情况下，其吸引子维数在２．５左右。由复杂度的计算结果得知，地电阻率变化远比其它已知的标准奇怪吸引子复杂。