基于声电多传感器信息融合的两相流流型识别
发布时间：2021-02-11 09:51
两相流动现象广泛存在于工业生产过程和相关科学研究中,其涉及到的过程参数众多,且流动状态十分复杂。准确识别两相流流型有助于揭示其流动机理进而提升参数测量的准确性。传统的流型识别方法多通过单一类型的传感器测量信息,难以全面描述流动特征,若利用不同原理的多传感器可获得更加丰富的信息。课题研究工作以水平气水两相流和油水两相流为研究对象,利用电阻层析成像（Electrical Resistance Tomography,简称ERT）系统测量两相流相分布信息和连续波超声多普勒系统测量流速信息,分别对两种传感器测量数据进行特征提取,通过特征融合提高流型识别准确率。课题研究取得的主要研究成果包括:（1）研究ERT数据的静态连接与动态连接特性。将ERT系统的测试数据降维,得到反应不同位置相含率信息的16维时间序列。采用图变量分析方法研究局部相含率波动的关联性,获得静态连接指标（相关系数、相干性和相位滞后指数）,确定静态邻接矩阵中高度相关性的分布区域,以区分不同气水两相流。构建ERT数据的动态连接性,揭示气塞、气弹等流型周期性变化特性。（2）研究ERT数据的模块化能量分布。在图变量信号分析的基础上,结合水...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
符号对照表
符号定义
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 流型识别方法
1.2.1 流型图
1.2.2 流型识别方法的发展与现状
1.2.3 流型识别信息处理技术
1.3 多传感器信息融合
1.4 课题的主要研究工作
1.5 论文的组织安排
第2章 电阻层析成像与超声多普勒检测原理
2.1 电阻层析成像
2.1.1 电阻层析成像原理
2.1.2 电阻层析成像系统构成
2.2 连续波超声多普勒系统
2.2.1 超声多普勒测流速原理
2.2.2 连续波超声多普勒系统构成
2.3 小结
第3章 实验设计与数据预处理
3.1 实验装置
3.1.1 气水两相流实验
3.1.2 油水两相流实验
3.2 数据预处理
3.2.1 电阻层析成像数据预处理
3.2.2 超声多普勒回波信号预处理
3.3 小结
第4章 两相流局部含率波动关联性分析
4.1 图变量动态连接性与GVD指标
4.1.1 图变量动态连接性
4.1.2 GVD指标
4.2 图变量动态连接性分析
4.2.1 ERT数据静态连通性连接矩阵分析
4.2.2 ERT数据GVD指标随含气率变化分析
4.2.3 ERT数据动态连接性分析
4.2.4 节点GVD分析
4.3 模块化狄利克雷能量
4.3.1 气水两相流的模块化能量结果与分析
4.3.2 油水两相流的模块化能量结果与分析
4.4 小结
第5章 声电多传感器信息融合
5.1 连续波超声多普勒特征提取
5.1.1 气水两相流超声回波信号时频分析
5.1.2 油水两相流超声回波信号时频分析
5.2 多传感器信息融合的流型特征分析
5.2.1 气水两相流的声电融合结果与分析
5.2.2 油水两相流的声电融合结果与分析
5.3 基于支持向量机的流型识别
5.4 小节
第6章 结论和展望
6.1 课题工作总结
6.2 展望及未来工作计划
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
发表学术论文
申请发明专利
参与科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]对二甲苯非分散相溶剂萃取精对苯二甲酸工业废水中的对甲基苯甲酸（英文）[J]. Qing-ran KONG,You-wei CHENG,Li-jun WANG,Xi LI. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(10)
[2]Oil–water two-phase flow pattern analysis with ERT based measurement and multivariate maximum Lyapunov exponent[J]. 谭超,王娜娜,董峰. Journal of Central South University. 2016(01)
[3]水平管降膜蒸发器管内汽液两相流动与传热效果的数值分析[J]. 董国强,周亚素,孙韶,石成君,倪思梅. 东华大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]采用电阻层析成像技术的油水两相流流型特征研究[J]. 黄玉彤,丁健,李华,吴应湘. 水动力学研究与进展A辑. 2015(01)
[5]多相流过程参数检测技术综述[J]. 谭超,董峰. 自动化学报. 2013(11)
[6]双室流态化焙烧炉[J]. 白桦. 工程设计与研究. 2012(02)
[7]多元时间序列复杂网络流型动力学分析[J]. 高忠科,金宁德,杨丹,翟路生,杜萌. 物理学报. 2012(12)
[8]水平管道内固液两相流流动特性的CFD模拟[J]. 王继红,张腾飞,王树刚,梁运涛. 化工学报. 2011(12)
[9]多传感器数据融合技术研究进展[J]. 黄漫国,樊尚春,郑德智,邢维巍. 传感器与微系统. 2010(03)
[10]超声衰减和速度谱测量亚微米乳液的粒径[J]. 苏明旭,蔡小舒,董黎丽,薛明华,伍韶君. 工程热物理学报. 2009(11)
硕士论文
[1]基于光电池阵列传感器和差压传感器的小管道气液两相流参数测量研究[D]. 周天一.浙江大学 2017
[2]气液两相流管壁超声回波衰减特性及其应用[D]. 于皓.中国石油大学(华东) 2015
[3]气液两相流流型特征提取及信息融合方法研究[D]. 苗龄予.天津大学 2007
本文编号：3028919
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
符号对照表
符号定义
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 流型识别方法
1.2.1 流型图
1.2.2 流型识别方法的发展与现状
1.2.3 流型识别信息处理技术
1.3 多传感器信息融合
1.4 课题的主要研究工作
1.5 论文的组织安排
第2章 电阻层析成像与超声多普勒检测原理
2.1 电阻层析成像
2.1.1 电阻层析成像原理
2.1.2 电阻层析成像系统构成
2.2 连续波超声多普勒系统
2.2.1 超声多普勒测流速原理
2.2.2 连续波超声多普勒系统构成
2.3 小结
第3章 实验设计与数据预处理
3.1 实验装置
3.1.1 气水两相流实验
3.1.2 油水两相流实验
3.2 数据预处理
3.2.1 电阻层析成像数据预处理
3.2.2 超声多普勒回波信号预处理
3.3 小结
第4章 两相流局部含率波动关联性分析
4.1 图变量动态连接性与GVD指标
4.1.1 图变量动态连接性
4.1.2 GVD指标
4.2 图变量动态连接性分析
4.2.1 ERT数据静态连通性连接矩阵分析
4.2.2 ERT数据GVD指标随含气率变化分析
4.2.3 ERT数据动态连接性分析
4.2.4 节点GVD分析
4.3 模块化狄利克雷能量
4.3.1 气水两相流的模块化能量结果与分析
4.3.2 油水两相流的模块化能量结果与分析
4.4 小结
第5章 声电多传感器信息融合
5.1 连续波超声多普勒特征提取
5.1.1 气水两相流超声回波信号时频分析
5.1.2 油水两相流超声回波信号时频分析
5.2 多传感器信息融合的流型特征分析
5.2.1 气水两相流的声电融合结果与分析
5.2.2 油水两相流的声电融合结果与分析
5.3 基于支持向量机的流型识别
5.4 小节
第6章 结论和展望
6.1 课题工作总结
6.2 展望及未来工作计划
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
发表学术论文
申请发明专利
参与科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]对二甲苯非分散相溶剂萃取精对苯二甲酸工业废水中的对甲基苯甲酸（英文）[J]. Qing-ran KONG,You-wei CHENG,Li-jun WANG,Xi LI. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(10)
[2]Oil–water two-phase flow pattern analysis with ERT based measurement and multivariate maximum Lyapunov exponent[J]. 谭超,王娜娜,董峰. Journal of Central South University. 2016(01)
[3]水平管降膜蒸发器管内汽液两相流动与传热效果的数值分析[J]. 董国强,周亚素,孙韶,石成君,倪思梅. 东华大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]采用电阻层析成像技术的油水两相流流型特征研究[J]. 黄玉彤,丁健,李华,吴应湘. 水动力学研究与进展A辑. 2015(01)
[5]多相流过程参数检测技术综述[J]. 谭超,董峰. 自动化学报. 2013(11)
[6]双室流态化焙烧炉[J]. 白桦. 工程设计与研究. 2012(02)
[7]多元时间序列复杂网络流型动力学分析[J]. 高忠科,金宁德,杨丹,翟路生,杜萌. 物理学报. 2012(12)
[8]水平管道内固液两相流流动特性的CFD模拟[J]. 王继红,张腾飞,王树刚,梁运涛. 化工学报. 2011(12)
[9]多传感器数据融合技术研究进展[J]. 黄漫国,樊尚春,郑德智,邢维巍. 传感器与微系统. 2010(03)
[10]超声衰减和速度谱测量亚微米乳液的粒径[J]. 苏明旭,蔡小舒,董黎丽,薛明华,伍韶君. 工程热物理学报. 2009(11)
硕士论文
[1]基于光电池阵列传感器和差压传感器的小管道气液两相流参数测量研究[D]. 周天一.浙江大学 2017
[2]气液两相流管壁超声回波衰减特性及其应用[D]. 于皓.中国石油大学(华东) 2015
[3]气液两相流流型特征提取及信息融合方法研究[D]. 苗龄予.天津大学 2007
本文编号：3028919
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