發(fā)布時間：2021-07-10 10:47

　　氣液兩相流廣泛存在于自然界及工業(yè)生產(chǎn)過程中。近年來,隨著小型工業(yè)設(shè)備的發(fā)展和普及,小管道氣液兩相流受到了越來越多的關(guān)注。但是,目前小管道氣液兩相流參數(shù)測量研究仍處于起步階段,缺乏完善的理論和較為準確的機理模型,相關(guān)檢測技術(shù)并不成熟。因此,進行小管道氣液兩相流參數(shù)測量研究具有重要的科學研究價值與工程應用前景。高速攝像法是氣液兩相流參數(shù)測量領(lǐng)域的常用方法,具有可視化、非介入、瞬時性好等優(yōu)點。本論文中,使用高速攝像機獲取圖像,采用基于圖像處理的方法進行小管道氣液兩相流流型辨識和相含率測量研究。主要工作和創(chuàng)新點如下:1.搭建了基于高速攝像的小管道氣液兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括流體驅(qū)動單元、虛擬雙目圖像采集單元、相含率標定單元三個組成部分。利用該系統(tǒng),分別在內(nèi)徑為2.1mm、3.0mm、4.0mm的水平和豎直管道中進行了流型辨識和相含率測量實驗,在水平管道中獲取了泡狀流、段塞流、層狀流、環(huán)狀流四種典型流型的流動圖像,在豎直管道中獲取了泡狀流、段塞流、環(huán)狀流三種典型流型的流動圖像。2.提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小管道氣液兩相流流型辨識方法。設(shè)計了一種用于流型辨識的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,共包含12個網(wǎng)... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＬｅＮｅｔ結(jié)構(gòu)示意圖??２００６，的Ｈｉｎｔｏｎ［�。荆矗荩樱悖椋澹睿悖迳稀叮遥澹洌酰悖椋�

可得到全局信息，這就是局部感受野的思想。通過局部感受野，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)??可以大幅度降低網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)的數(shù)量。??如圖２．２所示，該圖像是一幅１０００ｘ１０００像素的灰度圖像，圖２．２（ａ）是一個??全連接網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)有１０６個隱含神經(jīng)元，則共有１００〇ｘｌ００〇ｘｌ〇６＝ｌ〇１２個參??數(shù)需要訓練；圖２．２（ｂ）是一個局部連接網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有１０６個隱含神經(jīng)元，??每個神經(jīng)元只感受１０ｘ１０像素的區(qū)域，則該網(wǎng)絡(luò)需要訓練的參數(shù)數(shù)量為??ｌ〇ｘｌ〇ｘｉ〇６＝ｉ〇ｓ個，參數(shù)個數(shù)減少為原來的萬分之一。相比于全連接網(wǎng)絡(luò)，使用??局部感受野，可以大大降低網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)的數(shù)量。??（ａ）全連接網(wǎng)絡(luò)?（ｂ）局部連接網(wǎng)絡(luò)??圖２．２全連接網(wǎng)絡(luò)與局部連接網(wǎng)絡(luò)??即使是局部連接網(wǎng)絡(luò)，１〇８個參數(shù)仍然過多，此時，我們使用權(quán)值共享的方??１６??

３．２小管道氣液兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)筒介??本文搭建了基于高速攝像的小管道氣液兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)，用來實現(xiàn)小??管道氣液兩相流的流型辨識和相含率測量。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖３．２所示，包括流??體驅(qū)動單元、虛擬雙目圖像采集單元、相含率標定單元三個組成單元。??Ｉ?頻閃燈?ｊ??�。⒇�?電磁閥１?電磁閥２??混相器?１?鬥?＾??—＾?＼￣ｔ￣Ｓ：?ｆｉ－１??ｆ?Ｉ?＾直角棱鏡Ｉ?ｐ??氣液氣電磁ｙ?Ｉ?Ｍｉ?Ｉ電磁閥３??愿里計Ｙ流量計ｊ?｜?■高速攝像機｜??？?１￣丨?ｌ?丨?＾??ｒＶ＾Ｒ?！?＃?－?ｉ?■?＋．，??：Ｔ?Ｉ計算機?；??氮氣罐ＬＪ?ｑ罐丨?｜??Ｉ?Ｉ??流體驅(qū)動單元?虛擬雙目圖像采集單元?相含率標定單元??圖３．２小管道氣液兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)??１．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微通道內(nèi)氣液兩相流行為研究進展[J]. 馬友光,付濤濤,朱春英.  化工進展. 2007(08)
[2]微反應器的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 韋廣梅,曾尚紅.  世界科技研究與發(fā)展. 2005(05)
[3]圖像去噪混合濾波方法[J]. 關(guān)新平,趙立興,唐英干.  中國圖象圖形學報. 2005(03)
[4]微化工技術(shù)[J]. 陳光文,袁權(quán).  化工學報. 2003(04)

碩士論文
[1]基于光電池陣列傳感器和差壓傳感器的小管道氣液兩相流參數(shù)測量研究[D]. 周天一.浙江大學 2017
[2]基于多視覺的小管道氣液兩相流參數(shù)測量研究[D]. 鄭小虎.浙江大學 2016
[3]基于高速攝像的小管道氣液兩相流段塞流相含率測量研究[D]. 姜北.浙江大學 2014



本文編號：3275771