基于时频声纹理的气泡流状态智能识别方法研究

发布时间：2021-04-17 07:38

　　气泡流在自然界和过程工业中广泛存在,它是一种特殊的气-液两相流动状态,通常存在于气速相对较低、气量相对较少的状态,其中气相作为离散相以气泡的形式分布于连续的液相介质当中。气泡流中的气泡在产生、上升以及在水面溃灭的过程中都会向外辐射声信号,且声信号与气泡流状态信息之间紧密相关。因此,通过监测和记录气泡流的声学信号,再结合信号处理等手段,就可以得到气泡流的状态信息,而这些信息对自然资源勘探以及化工等过程工业的实际生产都有着非常重要的指导意义。本文以气泡流为研究对象,针对气泡流状态的被动声学识别问题,设计、搭建实验系统并开展实验研究,对辐射声信号进行单域分析,基于时频声纹理对气泡流辐射声特性进行表征,构建起时频声纹理与气泡流状态之间的对应关系,提出了结合时频声纹理和卷积神经网络的气泡流状态识别方法。本文主要研究内容包括以下几个方面:（1）设计并搭建了气泡流模拟反应器实验系统,且实验系统能够可控地产生单柱、多柱气泡流在不同气速下的气泡流状态。开展了单柱（1.5 mm）气泡流实验、多柱（5×1.5 mm）气泡流实验、多柱（5×0.8 mm）气泡流实验,获取了不同气速下气泡流辐射声信号以及高速相机... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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论文路线图

浙江大学硕士学位论文第2章气泡流实验系统及声信号单域分析10第2章气泡流实验系统及声信号单域分析2.1引言气泡流中的气液两相状态复杂多变，其辐射声信号能够很好地反应气泡流流动状态。首先我们对气泡流的辐射声特性的进行实验研究，对实验系统进行设计，搭建实验装置并设计实验方案（包含实验目的和实验内容）。开展了单柱（1.5mm）气泡流实验、多柱（5×1.5mm）气泡流实验、多柱（5×0.8mm）气泡流实验，获取了不同气速下气泡流辐射声信号以及高速相机拍摄的气泡流流场状态图像。对所采集的辐射声压信号进行单域分析（信号的单域分析有区别于后面介绍的时频分析，时频分析是同时联合两个维度（即时域和频域）对信号进行分析，而单域分析则只是单维度的时域或者频域分析），初步表征单柱及多柱气泡流辐射声特性。2.2实验系统2.2.1实验装置本文自行设计并搭建了气泡流模拟反应器实验系统，其示意图如图2-1所示，实验系统现场实物图如图2-2所示。图2-1气泡流模拟反应器实验系统示意图

浙江大学硕士学位论文 第 2 章 气泡流实验系统及声信号单域分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应最优核和卷积神经网络的气液两相流流型识别方法[J]. 翁润滢,孙斌,赵玉晓,张竟月,文英杰.  化工学报. 2018(12)
[2]多尺度熵在棒束通道气液两相流压差信号分析中的应用[J]. 周云龙,尹洪梅,丁会晓.  化工学报. 2016(09)
[3]不同环境下射流辐射噪声特性研究[J]. 别海燕,郝宗睿.  工程热物理学报. 2015(08)
[4]集输立管内气水两相流压差信号的特征分析[J]. 李文升,郭烈锦,谢晨,周宏亮,王玉博.  工程热物理学报. 2015(06)
[5]热动力装置高温排气噪声特性的实验研究[J]. 吴大转,陈一伟,苗天丞,杜韬,许伟伟,王乐勤.  浙江大学学报(工学版). 2013(12)
[6]基于声发射技术的垂直管气液两相流动检测方法[J]. 方立德,张垚,张万岭,梁玉娇,何青.  化工学报. 2014(04)
[7]喷射流场及其辐射声场数值模拟[J]. 郝宗睿,王乐勤,周忠海.  哈尔滨工程大学学报. 2012(08)
[8]基于独立分量分析和RBF神经网络的气液两相流流型识别[J]. 周云龙,顾杨杨.  化工学报. 2012(03)
[9]2种熵测度在分析流型信号复杂度上的应用[J]. 周云龙,刘旭,李洪伟.  化学工程. 2011(08)
[10]基于EMD和ICA的AR模型在两相流流型识别中的应用[J]. 孙斌,白宏震,黄咏梅.  化工学报. 2010(11)

博士论文
[1]水下气体射流与气泡流声特性的数值模拟与实验研究[D]. 刘竞婷.浙江大学 2018
[2]基于气泡声学的水下气体泄漏检测方法研究[D]. 杜非.天津大学 2016

硕士论文
[1]基于深度学习的植物叶片识别算法研究[D]. 张帅.北京林业大学 2016



本文编号：3143065