絮凝体形态学和密度的探讨——Ⅰ.从絮凝体分形构造谈起

文章编号:025322468(2000)20320257206　　　中图分类号:X131.2　　　文献标识码:A絮凝体形态学和密度的探讨———Ⅰ.从絮凝体分形构造谈起王晓昌　(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安　710055)丹保宪仁　(北海道大学,日本扎幌,060-0008)摘要:常规混凝操作条件下形成的随机型絮凝体具有分形的特征,其分形维数Df和絮凝体密度函数ρe∝dp-Kp的指数Kp之间具有Df=3-Kp的关系.通过建立分布成长絮凝体模型,讨论了在絮凝过程中逐次导入颗粒间的空隙率对絮凝体密度和构造的影响.模型参数的分析结果进一步证明了分布成长的絮凝体是一个典型的分形,其分形维数取决于颗粒间空隙比ε和颗粒结合个数m.降低ε或提高m均有利于提高Df,使絮凝体由松散型向致密型过渡.脱水收缩和逐一附着是达到这一目的的两种操作模式.关键词:形态学;分形;絮凝体密度;脱水收缩;逐一附着AstudyonthemorphologyanddensityofflocusⅠ.Thefractalstruc2tureofflocWNAGXiaochang　(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055)TAMBONorihito　(HokkaidoUniversity,Sapporo,06020008,Japan)Abstract:Randomflocsformedunderconventionaloperationconditionareoffractalnature.ThereisasimplerelationofDf=3-KpbetweenDf,thefractaldimensionandKp,theparameterintheflocdensityfunctionρe∝dp-Kp.Throughastepwiseagglomerationmodel,theprocessofflocgrowthwasdiscussed.Itwasshownthatateachagglomerationstep,additionalvoidwaterwasentrappedintheflocandthusaffectedflocdens