垂直上升管内空气-水两相流压差波动信号的Hurst指数分析

对垂直上升管内空气-水两相流的压差信号进行测量,得到了反映两相流波动特性的压差波动信号。采用Hurst分析描述了管内气液两相流不同流型的压差波动特征,发现压差波动信号中存在着不同程度的周期成分。通过对不同流型的压差波动信号的Hurst指数H进行计算,发现不同流型的H值有很大差别,可根据Hurst指数H值的大小来识别流型,为流型识别提供了一种新的有效方法。     

倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。对倾斜下降管内气液两相流流型的鉴别进行了实验研究。结果发现：利用压差的时域信号和信号的功率谱密度函数(PSD)，可以客观地判别流型。     

气液两相流压差波动信号的Hurst指数计算与分析

传统的流型识别方法对流型的特征缺乏一个量化的评价标准,只能由识别者采用模糊的语言来描述特征,在很大程度上依赖于识别者的主观判断。为了克服传统流型识别方法的缺点,对水平管内气液两相流进行测量,得到了反映两相流波动特性的压差波动信号,采用 Hurst 分析描述了水平管内气液两相流不同流型的压差波动特征,发现压差波动信号中存在着不同程度的周期成分。通过对不同流型的压差波动信号的 Hurst 指数 H 进行计算,发现不同流型的 H 值有很大差别,可根据 Hurst 指数 H 值的大小来识别流型,从而为流型识别提供了一种有效方法。     

倾斜下降管内气（汽）─液两相流动特性研究

本文以空气─水为工质，对倾斜下降管内气─液两相流流型和摩阻压降进行了理论和试验研究。采用压差波动法测定流型，获得了不同流型下的压差波动信号。根据试验结果，绘制了不同倾角下的流型图，得到了四种主要流型的转换关系式。采用以分液相摩擦折算系数和马蒂内利参数Ｘ２的关系整理了倾斜下降流动摩擦阻力试验结果。在理论分析基础上结合试验结果，提出了三种流型下摩擦阻力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

基于连续小波变换和RBF神经网络的气液两相流流型识别方法

针对气液两相流压差波动信号的非平稳特征,提出了以多尺度连续小波变换值矩阵的奇异值为特征矢量的流型识别方法。首先对气液两相流压差波动信号进行连续小波变换,得到初始特征向量矩阵。然后对初始特征向量矩阵进行奇异值分解得到矩阵的奇异值,将其作为流型的特征向量,再结合RBF神经网络形成流型的智能识别方法。对水平管内空气-水两相流4种流型的识别结果表明该方法能够有效地识别流型。     

DDAG支持向量机在ERT系统流型识别中的应用

针对两相流体流动特性复杂、流型识别准确率低等问题,提出一种能够提高两相流流型识别率的方法。首先采用小波包分析对ERT系统测量的压差波动信号进行特征提取;然后通过计算类间不可分离程度为每个节点选取最易分的两类构造DDAG支持向量机多类分模型;最后将特征数据输入分类模型进行流型识别。通过实验对比,四种流型识别的准确率要明显高于其它常用方法的流型识别。结果表明,小波包分析和DDAG支持向量机多类分类算法较大提高了油/水两相流流型识别的精度,是一种有效的流型识别方法。     

水平管内空气-水两相流流型的混沌特征

在内径26 mm、长2 000 mm的水平管内,用差压变送器测量气液两相流不同流型下的压差波动信号,通过小波变换对信号进行除噪后,运用确定性混沌分析技术对信号进行分析,研究两相流系统分层流、泡状流、间歇流和环状流压差波动信号的混沌动力学行为.结果表明,气液两相流动系统为混沌动力系统,吸引子可用来表征气液两相流系统的动力学行为,混沌特征参数关联维D2和K熵可用来定量识别以上4种流型.     

气液两相流波动系数及其在流型识别中的应用

为了克服已有流型识别方法受主观影响大、在线识别困难和流型识别不准确等缺点，利用对气液两相流流型影响小、压力损失小的文丘里管测量差压信号,通过计算差压信号瞬时值平均方根与平均差压方根之间的比值得到气液两相流的波动系数，提出了双参数识别气液两相流流型的方法.波动系数表明了瞬时差压偏离平均差压的程度以及截面含气率的波动程度.两相流动越不稳定，截面含气率波动越大；气液两相流各截面状态的差异越大，波动系数越大.两相流波动系数表示两相流动的波动程度，使用波动系数可以直接将分层流与其他两相流流型区别开.实验结果表明，双参数识别气液两相流流型的方法受主观影响较小，可以有效识别泡状流、塞状流、弹状流、环状流和分层流.     

倾斜下降管内气（汽）—液两相流动特性研究

本文以空气－水为工质，对华南斜下降管内气－液两相流流型和摩阻压降进行了理论和试验研究，采用压差波动法测定流型，获蜊了不同流型下的压差波动信号，根据试验结果，绘制了不同倾角下的流型图，得到了四种主要流型的转换关系式。采用以分液相摩擦折算系数和马蒂内利参数Ｘ＾２的关系整理了倾斜下降流动摩擦阻力试验结果，在理论分析基础上结合试验结果，提出了三种流型下摩擦阻力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

管束间压差波动信号的混沌特性研究

以空气-水为实验介质,采集了不同流型工况下气液两相流体向上横掠水平管束时的压差波动信号,将每一组压差信号作为一组时间序列,对其进行混沌特性分析,包括关联维数的求取与HURST指数的分析。结果表明,空气-水向上横掠水平管束的压差波动信号具有混沌特征,能够用来表征气液两相流的典型流型。     

压力波动信号在气(汽)液两相流流型识别中的应用

介绍了近年来通过压力(压差)波动过程实现气(汽)液两相流流型识别的最新研究成果.重点介绍了两相流流型的流型图,流型转换准则、压力波动机理以及不同流型识别方法,并对不同流型识别方法进行总结和分析,指出了流型识别方法现在存在的问题及今后的研究方向.     

撞击流反应器压力波动信号的Hilbert-Huang变换分析

将Hilbert-Huang变换(HHT)应用于撞击流反应器压力波动信号分析,并提取出浸没循环撞击流反应器压力波动信号的各阶内禀模态函数(IMF),证实了压力波动信号的非线性、非平稳特性。分析压力波动信号各阶内禀模态函数的能量分布以及高、中、低频段能量分布与转换,发现不同频段IMF的能量分布与流型转变之间的对应关系。结果表明,随着螺旋桨转速的增加,在粒子相互撞击的过程中,产生不同程度涡运动,使得各阶IMF分量的能量分布也随之变化。新的Hilbert-Huang变换分析方法直接揭示了撞击流反应器内压力波动信号经EMD分解所得的IMF分量的能量分布与流体流型转变之间的内在规律,同时也提供了一个有力的定量依据。     

撞击流反应器内压力波动信号的间歇性分析

结合小波变换模极大值的方法对撞击流反应器撞击区压力波动时间序列进行多重分形分析,并确定相应的压力波动信号的间歇性指数,探讨撞击流反应器撞击区非线性、非均匀性和混沌特性机理。对计算机采集的压力波动信号通过Matlab以及Origin进行数据分析处理。通过分析不同转速以及不同位置的信号得出:撞击流反应器内部流体流动具有多重分形的特性,由于通过间歇性参数随转速变化出现的最低拐点可以判断反应器内部流型的转变,得出流型的转变区域,即由撞击流向平推流的转变;随转速的变化,流型的转变基本一致,在z=20 mm附近;同时随着转速的增大,z=-10 mm流型的转变要先于z=0 mm时流型的转变。     

基于高阶谱的气液两相流差压波动信号的分析

针对水平管气液两相流差压波动信号的非高斯特性，提出了一种基于高阶谱技术的差压波动信号分析的新方法.通过对气液两相流差压波动信号的双谱分析，提取了不同流型下信号的非高斯特征.以信号双谱幅值的平均值作为特征值，对不同流型下信号偏离高斯分布的程度进行了定量地分析，并讨论了在不同管径下不同流型的差压波动信号的双谱特性及非高斯特征.实验结果表明，提取的特征值反映了信号偏离高斯分布的程度，据此可以作为气液两相流流型转变的判据.     

循环流化床风帽压力波动信号小波消噪分析

压力波动现象是研究循环流化床气固两相流动特性的重要线索。提出了通过采集循环流化床风帽入口的压力波动信号,并利用小波分析理论对压力波动信号进行消噪处理。深入探讨了循环流化床在稳定运行工况和扰动工况下风帽压力波动信号的消噪结果。结果表明:基于小波分析的信号消噪方法,能很好地对循环流化床风帽压力波动信号进行有效的消噪。     

水轮机压力脉动的混沌动力学特性

为有效进行水轮机的运行监测和故障诊断,采用混沌动力学方法对水轮机在偏工况运行时的压力脉动特征进行研究.利用提升小波变换对压力脉动实验数据进行去噪,给出压力脉动信号时域分布及各频率成分的能量分布情况.分析脉动信号由轻度空化发展到严重空化过程中的一系列动力学特性,包括时频特征分布、相轨迹图、李雅普诺夫(Lyapunov)指数图和庞加莱(Poincaré)映射图等.结果表明:水轮机尾水管压力脉动的主要能量分布在低频段,随着空化程度的加重,频谱脉动强度增大;对于研究工况,最大Lyapunov指数均大于零且随空化程度增加而增大,说明水轮机压力脉动信号存在混沌吸引子.利用本文方法进行多工况分析,可完成在线运行监测.     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。