氣液兩相流流型識(shí)別及其主動(dòng)控制方法研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,流型作為氣液兩相流最為基礎(chǔ)和重要的特征參數(shù),直接影響其他參數(shù)的測(cè)量和研究,氣液兩相流流型識(shí)別一直是氣液兩相流研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一;由于塞狀流等有害流型的存在,會(huì)給工業(yè)混輸系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害,甚至存在安全隱患,所以氣液兩相流流型的主動(dòng)控制也成為目前氣液兩相流研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,且必然會(huì)成為兩相流研究的發(fā)展方向。因此,本文對(duì)水平管氣液兩相流流型識(shí)別及其主動(dòng)控制方法進(jìn)行研究,具體研究?jī)?nèi)容及成果如下:

2、　　1、搭建水平管氣液兩相流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),采集兩相流差壓信號(hào)。V型內(nèi)錐流量計(jì)作為節(jié)流裝置產(chǎn)生差壓信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中主要采集了泡狀流、彈狀流、塞狀流三種典型流型以作分析。
　　2、引入基于加窗分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的時(shí)頻分析方法進(jìn)行時(shí)頻分析,該方法很好的保持了自交叉項(xiàng)的同時(shí)抑制了互交叉項(xiàng),時(shí)頻分析結(jié)果效果明顯。由時(shí)頻譜圖可以得到,泡狀流分布在20-30Hz高頻段,彈狀流在0-10Hz低頻段和20-30Hz高頻段都有分布,塞狀流分布在0-5Hz低頻段

3、。
　　3、將時(shí)頻分析所得的時(shí)頻譜圖作為識(shí)別圖,基于MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)中建議的基于區(qū)域的形狀描述符,采用角放射變換(ART)方法進(jìn)行特征值提取,繼而采用主成分分析(PCA)方法進(jìn)行降維,然后使用高斯混合模型(GMM)方法對(duì)提取得到的特征值進(jìn)行訓(xùn)練建立對(duì)應(yīng)流型的高斯混合模型,并基于此模型對(duì)兩相流各種流型進(jìn)行識(shí)別,結(jié)果表明,識(shí)別方法可行且效果良好。
　　4、設(shè)計(jì)流型主動(dòng)控制方案,將多孔孔板整流器作為流動(dòng)調(diào)整器,研究流動(dòng)調(diào)整器對(duì)流型