蔡建超，男，1981年11月生，河南虞城人，博士，博士后，副教授，湖北省创新群体骨干成员，获摇篮计划和腾飞计划资助，应用地球物理系副主任。主要从事分形几何与低渗油藏输运机理和电磁法及岩石物理等方面的研究，主持了国家自然科学基金（青年和面上）、中国博士后基金面上一等资助和特别资助等11项课题，并参与了国家自然科学基金等多项课题。在 Geophysical Research Letters，Langmuir，Energy & Fuels，Chemical Engineering Science，Colloids and Surface A，Transport in Porous Media等期刊上发表SCI学术论文50篇，EI/中文核心论文9篇，合著专著一本（科学出版社出版）和英文专著一章以及对本领域专著撰写书评一次。论文总SCI引用616次，H-指数为13。

本书系统介绍了表征多孔介质的分形理论及其在多孔介质中应用的新研究成果，从多孔介质基本分形模型、多孔介质分形参数和多孔介质输运特性的分形分析三个方面系统论述多孔介质的分形理论与应用。其中首先（第２章）详细归纳了质量分形模型、孔隙 Ｇ 固体分形模型、分形毛细管束模型及混合分形单元模型等用于表征多孔介质的基本分形模型及其特性；第二部分（第３章至第５章）系统分析了多孔介质的分形维数、进相和缺项特性的预测理论和方法；第三部分（第６章至第９章）具体阐述了分形理论在多孔介质的迂曲度、渗透率、毛细流动以及土壤的水分特征曲线等传输特性研究中的应用。

第1章绪论
1.1分形几何学的提出
1.2分形发展史上的重要事件
1.3分形的应用领域
1.4分形理论在多孔介质中的应用
参考文献

第2章分形多孔介质模型
2.1分形模型的基本构造及一般性质
2.2孔隙质量分形模型
2.3固体质量分形模型
2.3.1Sierpinski地毯固体质量分形的孔隙度
2.3.2Sierpinski地毯固体质量分形的周长
2.3.3Menger海绵固体质量分形的体孔隙度
2.3.4Menger海绵固体质量分形的比表面积
2.3.5多孔介质分形特性的统一表达式
2.4孔隙固体分形模型
2.4.1模型定义
2.4.2元素个数
2.4.3孔隙度
2.4.4孔隙和固体的累积数目尺寸分布
2.4.5孔隙固体界面
2.4.6孔隙和固体的质量
2.5孔隙固体分形模型与传统质量分形模型的对比
2.6分形毛细管束模型
2.7混合分形单元模型
参考文献

·v··iv·第3章多孔介质的分形维数
3.1质量分形维数
3.1.1利用理论模型计算分形维数
3.1.2利用水分特征曲线预测分形维数
3.1.3利用自发渗吸预测分形维数
3.2表面分形维数
3.3迂曲度分形维数
3.3.1迂曲度分形维数的理论模型
3.3.2电迂曲度研究现状概述
3.3.3随机行走分形维数
3.3.4电迂曲度分形维数的预测
3.3.5分形维数之间的关系
3.4计盒法的改进
3.4.1计盒法存在的问题
3.4.2解析计盒法
3.4.3改进计盒法
3.4.4改进计盒法的应用
3.5不同空间分形维数之间的关系
参考文献

第4章多孔介质的进相
4.1进相的概念
4.2进相的测量方法
4.2.1方法概述
4.2.2计算覆盖百分比的方法
4.2.3二维图像进相的计算
4.2.4三维图像进相的计算
4.3不规则图像进相的应用实例
4.3.1城市社会层次图像的进相
4.3.2医学图像的进相
4.3.3合成材料的进相
参考文献
第5章多孔介质的缺项
5.1随机和精确自相似分形的缺项特性
5.1.1缺项的计算方法
5.1.2广义Cantor集的缺项
5.1.3二维图像的缺项
5.2多重分形和天然灰度图像的缺项
5.2.1多重分形图像的缺项理论
5.2.2多重分形图像的缺项测量
5.2.3天然灰度图像的缺项分析
5.3裂缝网络的缺项分析
5.3.1裂缝网络缺项的量化
5.3.2裂缝集群的尺度问题
参考文献

第6章多孔介质的迂曲度
6.1传统迂曲度模型
6.2分形多孔介质迂曲度的理论模型
6.3分形多孔介质迂曲度的数值分析
6.4天然岩石的分形维数及流动迂曲度
6.5迂曲度与孔隙度的分形标度关系
参考文献

第7章分形渗透率模型
7.1纤维多孔介质的分形渗透率模型
7.1.1传统渗透率模型
7.1.2分形毛细管束渗透率模型
7.1.3分形渗透率模型的参数分析及展望
7.2KozenyCarman渗透率方程的分形改进
7.3三参数广义分形渗透率模型
7.3.1广义分形渗透率模型的建立
7.3.2渗透率模型的一致性分析
7.3.3模型有效性的实验验证
7.4质量分形多孔介质的渗透率模型
7.5基于混合分形单元模型的渗透率模型
7.6基于BMP模型的分形有效渗透率模型
7.7裂缝网络的分形特征
7.8裂缝网络的分形渗透率模型
参考文献

第8章分形毛细流动
8.1考虑重力因素的分形渗吸模型
8.1.1自发渗吸的分形研究概述
8.1.2考虑重力因素的分形渗吸模型
8.1.3模型分析
8.1.4模型预测与实验数据对比
8.2渗吸时间指数的分形改进模型
8.2.1传统的渗吸时间指数研究
8.2.2渗吸时间指数的分形分析
8.2.3模型有效性的实验验证
8.3裂缝提高渗吸效应的分形分析
8.4双重多孔介质渗吸机理的分形分析
8.4.1渗吸机理判据的传统模型
8.4.2渗吸机理判据的分形模型
8.4.3模型有效性验证
参考文献

第9章分形水分特征曲线模型
9.1TylerWheatcraft模型
9.2RieuSposito模型
9.3Perrier模型
9.4Perfect模型
9.5Bird模型
9.6MillánGonzálezPosada模型
9.7Cihan模型
9.8利用分形颗粒分布预测水分特征曲线
9.9模型总结与展望
参考文献