基于深度卷积神经网络的气液两相流图像分割方法

为解决气液两相流中气相与液相的精准识别问题，提出了一种基于深度卷积神经网络的图像分割方法。首先，对比研究了4种图像去噪和5种图像分割方法的优缺点；其次，采用图像去噪和图像分割的方法研究了人工合成图像，并采用图像分割评价指标量化分割结果；最后，采用图像去噪和图像分割方法对公开数据集图像和真实气液两相流图像进行实验。实验结果表明，各向异性扩散滤波器、中值滤波器、全变差滤波器和非局部均值滤波器对气泡图像的降噪性能略有差异，非局部均值滤波器的效果最优；采用卷积神经网络方法分割气泡图像时，像素精确度（PA）、平均像素精确度（MPA）、平均交并比（MIoU）、频率加权交并比（FWIoU）四个评估指标的值均超过0.84，其精度较高、分割效果较为优异，但其计算成本高于传统方法。通过对比研究气液两相流图像的处理技术，可以发现深度学习方法是未来气液两相流图像的一个重要研究方向。     

气液两相流空隙率测量方法微重力环境应用研究

微重力环境下气液两相流空隙率测量是载人航天器需解决的关键技术之一。通过对当前常重力环境下气液两相流空隙率测量方法的特点和微重力环境对气液两相流空隙率测量的影响分析,提出了满足微重力环境气液两相流空隙率测量方法的基本要求,对当前空隙率测量方法在微重力环境应用的可行性进行了分析,并给出了相应建议。     

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.     

气液两相流红外检测技术研究

气液两相流检测是目前载人航天电解制氧装置急需解决的关键技术之一。设计一种基于红外检测的传感器实现对低浓度液/气含量的测量,通过对脉宽调制(PWM)驱动红外发射、TEC恒温控制、抗干扰等技术研究,成功制得气液两相流传感器。实验表明,该传感器可测量液态水含量0～30%的气液两相流,系统误差优于10%,能够满足电解制氧装置两相流检测的需要。     

一种气液两相流气相参数图像检测方法

介绍了一种运用图像处理技术检测气液两相流参数的新方法,针对气液两相中气泡目标对比度低的特点,提出先对待处理图像进行分形增强,运用改进的Canny算子检测出气泡目标边缘,在经过填充和标记后检测出两相流图像面积、圆形度、截面含气率等参数,为气液传质效率建模提供了基础;实践证明该方法抗干扰能力强,是一种实用可行的参数检测方法.     

基于高速摄影传感器的气液两相流型分层模糊识别

气液两相流流型的客观和智能识别对两相流其它参数测量具有重要意义。用高速摄像机作为检测传感器,获取内径为50 mm 的绝热垂直管段内气液两相流流型图像,提取流型灰度图像的均值、标准差及二值图像的最大物体面积、宽度和高度五个特征向量,采用分层模糊推理方法实现泡状流、块状流、塞状流和乳沫状流的流型识别。对于131幅实验图像,该方法的识别正确率平均达到93.13%。     

弹状流工况下的气液两相流双参数测量

由于两相流动的复杂性,利用实验测量手段实现两相流的准确测量成为目前研究的热点.在弹状流流型的工况条件下选取了30个实验点,利用新型气液两相流检测装置进行测量实验,结果表明:液相含率测量相对误差在4.3％以内,总流量测量相对误差在1.6％以内,为气液两相流双参数测量研究提供了一种新的思路.     

气液两相圆锥绕流的数值仿真

研究锥形物体在气液两相流场中动特性问题,对流场特性的影响和锥形物体自身的承载受力情况;采用CFD流体仿真软件FLUENT,用欧拉双流体模型结合Realizablek-ε湍流模型,对锥体在气液两相流场中的运动进行数值仿真.结果显示,在锥体尾部形成一组对称的回流涡,随着流体含液率的增加,主相空气相在中心轴线上的流向速度明显受到影响,尾涡变短,恢复速度变快;在绕流体的壁面上的流场的速度梯度会增大;同时绕流体周围的流场的压力梯度也会增大,湍动能和湍动能增量都会增大,与实验的结果基本吻合,验证了运用数值仿真的方法来研究气液两相锥体绕流问题是正确可行的.     

基于改进Canny算子的气液两相泡状流图像分割算法

图像分割是多相流高速视频分析的前提和基础。本文基于改进的Canny算子给出一种泡状气液两相流的图像分割方法。该方法充分考虑原始图像的灰度分布信息,利用高斯Sigma平滑滤波器有效地保持了边缘及消除了噪声,通过梯度的非极大值抑制和滞后阈值化处理后,获得了清晰的气液两相流泡状流图像边缘,为泡状流流动特性分析奠定了分析基础。     

气液两相流电导传感器测量波动信号的Wigner-Ville分析

流型是两相流中非常重要的流动参量,不同流型下的两相流流动特性及传热传质性能有很大不同。流型也严重影响着两相流参数测量的准确性。利用新近研制的两相流电导传感器,在垂直上升气液两相流管中采集了不同流型下的电导波动信号,采用W igner-V ille分布(WVD)在时频域内处理了电导波动信号,观察到了WVD特征与流型之间的关系,取得了较好的气液两相流流型辨识效果。