气/液两相泡状流相关流速测量系统的研究

气/液两相流是自然界和工业过程中一种非常典型、复杂的多相流形态,其中,离散相如气泡的运动速度、尺寸、位置以及两相流流型等参数的监测是一个很重要的研究课题.本文介绍了利用电容层析成像技术和相关流速测量技术对气/液两相泡状流的离散相速度及其分布测量的研究.     

电容层析成像系统传感器仿真研究

ECT技术是多相流检测领域中的一项新技术,主要用于识别一个封闭管道内两相流/多相流系统中各个相成分分布问题。采用一种新的方法,通过电磁场有限元仿真软件COMSOL,对电容层析成像系统进行图像重建与仿真研究。构建了ECT的不同电极模型,分别对四种典型流型进行了图像重建;通过对离散介质场域的仿真研究,分析了电极数目、屏蔽罩、径向电极对重建图像质量的影响;对气液固三相流进行了图像重建,获得了满意的重建结果。     

一种导电连续相流速重构方法研究撤回

作为非侵入式在线过程成像技术,电磁流量计可以在简化流型判断的情况下很好的实现多相流的测量。导电连续相流速重构方法是电磁式多相流测量的关键技术之一。基于离散傅立叶理论(Discrete Fourier Transform,DFT),提出一种导电连续相流速重构方法。该方法将导电连续相流速设为多个速度分项的叠加,通过多电极电磁流量计获得测量电极处感应电势分布,利用DFT的系数确定流速分量的方向角进而对导电连续相进行重构。仿真及实流实验结果表明,基于DFT的导电连续相流速重构方法的有效性及可靠性。     

一种导电连续相流速重构方法研究

作为非侵入式在线过程成像技术,电磁流量计可以在简化流型判断的情况下很好的实现多相流的测量,导电连续相流速重构方法是电磁式多相流测量的关键技术之一。基于离散傅立叶理论(Discrete Fourier Transform, DFT),提出一种导电连续相流速重构方法。该方法将导电连续相流速设为多个速度分项的叠加,通过多电极电磁流量计获得测量电极处感应电势分布,利用DFT的系数确定流速分量的方向角进而对导电连续相进行重构,仿真及实流实验结果表明,基于DFT的导电连续相流速重构方法的有效性及可靠性。     

电容传感器成像敏感场若干影响因素探讨

电容层析成像(ECT)是一项基于图像的过程检测技术,具有实时性好,非侵入性,价格低廉的优点,适用于多相流检测,并已开始被引入两相流的测量中.在对电容传感器进行数学描述的基础上,建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型,介绍了敏感场的计算方法,利用有限元法研究了敏感场电势的分布规律.仿真实验表明:灵敏度分布函数受到介质分布的影响.     

基于GMRES的超声过程层析成像算法研究

当前超声气固两相流层析成像的难点在于难以获得有效的信号和图像重建算法精度不高。鉴于此,作者以超声衰减理论为基础,提出一种基于广义最小残差(GMRES)迭代的超声层析成像重建算法：首先利用广义极小残差迭代算法获取初始物体浓度分布信息,然后采用均值滤波并设定灰度门槛的方法对其进行修正以提高图像精度。为验证该算法的可行性,利用数值仿真在较少有效信息条件下,求解欠定稀疏线性方程,将结果与现有几种图像重建算法比较发现该方法成像精度高,之后进行的超声气固两相流层析成像实验结果表明：采用该算法的成像系统能够反映管道内气固两相流截面固相浓度分布特征。     

基于SVM决策树的自适应相数ECT图像重建算法

在电容层析成像(ECT)技术的实际应用中,多相流是最普遍存在的流体类型,而被测场域中存在的介质种类常常是未知的。为了解决测量时出现多相流相数未知的情况,利用支持向量机（SVM）决策树算法在分类精度和分类速度上的优点,提出采用基于SVM决策树的电容层析成像图像重建算法对未知相数进行相数预测及图像重建。仿真结果表明,该算法能够实现多相流相数自适应,并提高图像重建精度。     

一种两相流浓度测量传感器的仿真研究

在石油,化工等诸多生产领域的生产过程中,两相流各种参数的在线实时测量与控制是生产稳定可靠运行的重要保证,其中相浓度就是一项十分重要的参数;为了避免电容传感器结构对相浓度的影响,设计了一种同轴电容传感器,利用有限元分析软件ANSYS 对其进行了分析,在不同浓度相同流型及相同浓度不同流型两种实验方案下进行了大量实验;结果表明,该结构传感器具有均匀的敏感场分布和较高的灵敏度,而且该结构传感器电容值与流型无关,只与浓度变化有关;因此该结构传感器可应用于气/液、液/液两相流浓度参数检测,具有广阔的应用前景.     

电阻层析成像系统敏感场特性分析及图像重建

电阻层析成像系统敏感场受多相流介质分布的影响,敏感场分布数据作为图像重建所需的先验数据必须通过理论计算的方法得到.为了提高重建图像质量,对敏感场分布进行分析是非常必要的.在分析电阻层析成像的基本原理的基础上,采用有限元的方法建立了敏感场的数学模型,通过对敏感场场域的分析,研究了影响敏感场分布的因素及规律,完成了敏感场分布计算及可视化仿真.依据敏感场的计算结果,提出了一种基于多项式加速的ERT图像重建算法,给出了算法的数学模型,并利用谱分析对该算法的收敛性进行了证明.仿真实验结果表明,敏感场有限元模型是正确的,图像重建算法兼备成像质量高及收敛速度快等优点,为ERT图像重建算法的研究提供了一个新方法.     

复杂边界模拟中初始条件的实现方法

提出一种新颖的生成初始粒子信息方法,介绍了从图像直接生成初始粒子分布的过程,利用Matlab和C 程序实现了复杂几何形状区域上初始粒子的生成,为粒子方法模拟复杂边界的多相流体系及流动、传递和反应相耦合的过程提供了有效支持。通过模拟肺呼吸的粒子初始化的实验表明,利用该方法能方便、准确地生成复杂的二维几何边界的初始粒子分布。