基于电容层析成像和模糊模式识别的油气两相流流型辨识新方法的研究

基于电容层析成像和模糊模式识别技术别提出了一种油气两相流流型辨识的新方法。建立了12电极电容层析成像流型自动识别系统，该系统利用Tikhonov正则化原理并结合SIRT(Simultaneous Reconstruction Techniques)算法进行图像重建。Tikhonov正则化原理用于克服图像重建过程中的不适定问题，SIRT算法用于提高最终重建图像的质量。根据流型的随机和模糊特性，提出了一种根据管截面重建图像进行流型辨识的模糊流型判别方法。研究结果表明，提出的流型辨识新方法是有效的。对于层状流、核心流、环状流、均相流等流型，流型辨识的准确率高于95％，辨识一个流型所用的时间小于0.3秒。对于塞状流，流型辨识的准确率高于90％。     

基于小波分析的气液两相流流型模糊辨识

本文提出了一种基于小波分析进行气液两相流流型模糊辨识的新方法。通过对测试管段的管程压降ΔＰ的波动信号的基于Ｈａａｒ基的小波变换结果的分析,根据不同流型能量分布的定量指标确定了流型模糊判别规则。     

倾斜油水两相流复杂网络社团结构探寻

提出一种基于延迟嵌入和模块度的复杂网络构建方法,并利用倾斜油水两相流电导波动信号构建了流型复杂网络。基于数据场理论的社团探寻算法对该网络的社团结构进行了分析,发现该网络存在分别对应于D O/W PS流型, D O/W CT流型和过渡流型的3个社团。基于复杂网络理论从全新的角度探讨了两相流流型辨识问题,并指出复杂网络是非线性时间序列分析的一个有效工具。     

利用电容层析成像技术快速测量油气两相流空隙率的研究

基于12电极阵列式电容传感器电容测量信息,提出了一种油气两相流空隙率测量的新方法.该方法在实际测量过程中,首先对当前流型进行辨识,然后应用相应的空隙率测量模型计算空隙率.空隙率测量模型本质上是不同流型下对空隙率测量敏感的多个测量电容的最佳组合,该组合采用改进的遗传算法并辅以偏最小二乘获得,而流型辨识的结果则是采用电容层析成像技术结合模糊模式识别技术获得.实验结果表明,提出的空隙率测量新方法是有效的,测量精度满足工业应用的要求.     

螺旋管内油-水液液两相流流型

在两种不同放置位置螺旋管内进行了油 -水液液两相流流型的实验研究 ,定义了各种不同流动条件下油-水两相流的流型 ,给出了螺旋管内液液两相流的流型图 .进而讨论了各流型之间转变的机理 ,并考察了螺旋管结构尺寸及放置方式对油水两相流流型及相转变特性的影响 .     

水平管内油水两相流流型转换特性

以高黏度的油和水为工质,在内径为25.7 mm,长52 m的水平不锈钢油水两相流实验环道内对油水两相流流型及其转换特性进行了实验研究.根据实验结果定义了不同流动条件下出现的流型,绘制了流型图.对影响油水两相管流流型转换的各种因素进行了综合分析,利用量纲分析的方法得出了流型转换的准则关系式,并提出了一个较为准确的有关油水两相管流中反相临界含水率的计算相关式.     

管束间气液两相流绕流压差波动信号的复杂性及混沌形态分析

基于两种节距比管束间的不同流型的压差波动信号,对其进行复杂性测度特征值提取(盒子维数和近似熵),分析了两种复杂性测度随气相折算速度变化的动力学特性,并研究了典型流型下压差波动信号的混沌吸引子形态特征表征气液两相流流型的能力。结果表明:两种复杂性测度的变化趋势及典型流型下的吸引子形态反映出它们对流型的变化是敏感的。可以表征两相流动力学结构变化,有益于两相流动力学机理的研究,为揭示两相流流型演化机理和定量标识流型提供了一种有效的辅助工具。     

水平管气液两相变质量流流型从分层流向非分层流的转变

基于文献中提出的针对常规管中气液两相流分层流稳定性的分析,考虑管壁入流对流型的影响,通过公式推导和分析得出了水平管中气液两相变质量流流型从分层流向非分层流转变的准则。通过室内实验研究和预测计算,分析了3种不同的流型转变准则中多个入流流量下管壁入流对流型转变的影响。研究结果表明,实际水平井筒的单位入流流量通常较小,对本地管道单元流型预测的影响可以忽略不计,但是通过不断累积,使得下游管道中流动参数发生变化,从而影响了下游管道单元中气液流动的流型。因此水平孔缝管中气液两相变质量流的流型判别可以采用常规管流型判别准则,但要分段进行。     

基于ECT和蚂蚁算法的油气两相流空隙率在线测量

基于电容层析成像系统（ECT）和蚂蚁算法,提出了一种油气两相流空隙率在线测量的新方法。该方法利用电容层析成像系统12电极电容传感器所获取的66个测量电容信息,首先根据电容层析成像系统所获取的流型辨识结果确定对应流型下的实际空隙率测量模型参数f和b,然后利用蚂蚁算法的信息素信息,找到当前测量状态下对空隙率起主要作用的组合电容集合和相应的权重系数,从而实现空隙率测量。与流型相对应的空隙率测量线性模型参数f和b基于先验数据通过最小二乘方法确定。油气两相流的实验结果表明,该方法对空隙率的在线测量是有效的,避免了复杂的图像重建计算,实时性能佳,测量时间小于0.08 s。在几种典型流型下,提出的空隙率测量方法与常用的快关阀方法相比最大测量偏差小于5.5%。     

HHT与神经网络在油气两相流流型识别中的应用

引　言两相流动广泛存在于自然界和许多工业过程中 ,如电力、能源、石油、核工业等 .两相流动中介质的几何分布状况 ,即流型 ,极大地影响着两相流动压力损失、传热特性、流量测量的准确性和流动系统的运动特性 .流型的识别方法研究是目前国际多相流研究领域的热点问题之一[1,2 ] .利用神经网络识别流型 ,需要解决两个问题 :一是特征向量的选取 ;二是神经网络的选择 .其中前者更加重要 .Embrechts等[3] 采用Kohonen网络模型 ,把差压波动信号的傅氏变换系数和正交小波　变换后的小波系数作为网络的输入 ,对水平管内的两相流流型进行辨识 .Mi…     

基于ANSYS的气/液两相流电容相关流速测量仿真研究

以气/液两相流互相关测量系统为研究对象,采用MATLAB建模仿真方法,研究由电容传感嚣构成的基于离散相浓度的电容互相关流速测量机理.并针对电容传感器的"软场"特性,利用ANSYS软件分析电容传感器与离散相浓度的关系,采用Monte-Carlo方法建立气/液两相流流动模型,研究"凝固流动图型"、"非凝固流动图型"以及速度...     

气液两相流流型识别新方法研究

基于电容层析成像技术(ECT),提出一种快速在线气液两相流流型识别新方法。实验表明,该方法简便易行,对于层状流、环状流、核心流以及塞状流均具有较高的识别准确率,可以满足工业在线运行需要。     

应用电容层析成像对多相流的动态可视化(英文)

Identifying the flow patterns is vital for understanding the complicated physical mechanisms in multiphase flows.For this purpose,electrical capacitance tomography(ECT) technique is considered as a promising visualization method for the flow pattern identification,in which image reconstruction algorithms play an important role.In this paper,a generalized dynamic reconstruction model,which integrates ECT measurement information and physical evolution information of the objects of interest,was presented.A generalized objective functional that simultaneously considers the spatial constraints,temporal constraints and dynamic evolution information of the objects of interest was proposed.Numerical simulations and experiments were implemented to evaluate the feasibility and efficiency of the proposed algorithm.For the cases considered in this paper,the proposed algorithm can well reconstruct the flow patterns,and the quality of the reconstructed images is improved,which indicates that the proposed algorithm is competent to reconstruct the flow patterns in the visualization of multiphase flows.     

基于ERT传感器和数据挖掘技术的空气水两相流空隙率测量(英文)

Based on an electrical resistance tomography(ERT) sensor and the data mining technology,a new voidage measurement method is proposed for air-water two-phase flow.The data mining technology used in this work is a least squares support vector machine(LS-SVM) algorithm together with the feature extraction method,and three feature extraction methods are tested:principal component analysis(PCA),partial least squares(PLS) and independent component analysis(ICA).In the practical voidage measurement process,the flow pattern is firstly identified directly from the conductance values obtained by the ERT sensor.Then,the appropriate voidage measurement model is selected according to the flow pattern identification result.Finally,the voidage is calculated.Experimental results show that the proposed method can measure the voidage effectively,and the measurement accuracy and speed are satisfactory.Compared with the conventional voidage measurement methods based on ERT,the proposed method doesn’t need any image reconstruction process,so it has the advantage of good real-time performance.Due to the introduction of flow pattern identification,the influence of flow pattern on the voidage measurement is overcome.Besides,it is demonstrated that the LS-SVM method with PLS feature extraction presents the best measurement performance among the tested methods.     

经验模态分解和小波分析在小通道气液两相流流型辨识中的应用

基于两电极电容传感器获得的小通道气液两相流电容波动信号,分别应用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,END)和小波分解将电容信号分解成不同特征尺度上分量的组合.对每层分量提取能量特征,将提取的流型特征参数作为最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector...     

Flow Regime Identification of Gas-liquid Two-phase Flow Based on HHT

A new method to identify flow regime in two-phase flow was presented, based on signal processing of differential pressure using Hilbert Huang transform （HHT）. Signals obtained from a Venturi meter were decomposed into different intrinsic mode functions （IMFs） with HHT, then the energy fraction of each intrinsic mode and the mean value of residual function were calculated, from which the rules of flow regime identification were summarized. Experiments were carried out on two-phase flow in the horizontal tubes with 50mm and 40mm inner diameter, while water flowrate was in the range of 1.3m^3.h^-1 to 10.5m^3.h^-1, oil flowrate was from 4.2m^3.h^-1 to 7.0m^3.h^-1 and gas flowrate from 0 to 15m^3.h^-1. The results show that the proposed rules have high precision for single phase, bubbly, and slug, plug flow regirne identification, which are independent of not only properties of two-phase fluid. In addition, the method can meet the need of industrial application because of its simple calculation.     

气固两相流电容相关流量测量仿真研究

以气/固两相流互相关测量系统为研究对象,采用计算机仿真的方法,对由电容传感器构成的基于离散相浓度的电容互相关流速测量机理进行研究。利用ANASYS软件分析电容传感器与离散相浓度的关系;采用Monte-Carlo方法,建立气/固两相流动模型;研究＂凝固流动图型＂、＂非凝固流动图型＂,离散相浓度、粒度及速度分布对互相关测量系统的影响。