在日常生活中存在著大量多相流動現(xiàn)象,作為多相流的一大主要分支,兩相流普遍存在于石油、電力、核能等工業(yè)生產(chǎn)過程中,并以其傳熱傳質(zhì)速率、動量損失、壓力梯度、氣相含率等參數(shù)嚴重影響著工業(yè)生產(chǎn)的效率和安全。由于兩相流的流型及動力學(xué)特性與其參數(shù)息息相關(guān),因此,通過不同的分析方法對兩相流不同流型進行特征表征和識別研究具有重要的意義。本文分別從分形理論和熵理論兩個角度分別對流型特征進行了提取和識別,主要工作如下:（1）根據(jù)氣液兩相流系統(tǒng)的非線性特性,本文引入在非線性分析中效果顯著的分形理論來刻畫兩相流流型信號的分形特征。通過比較幾種傳統(tǒng)分形維數(shù)方法的優(yōu)缺點,采用表現(xiàn)特征更加全面且計算簡單的網(wǎng)格維數(shù)估計方法。通過分析不同采樣周期的信號,獲得不同信號的分形維數(shù),并根據(jù)其大小識別不同的信號。本文以兩相流系統(tǒng)為研究對象,通過分形的特征參數(shù)表征不同流型電導(dǎo)波動信號的分形性質(zhì),結(jié)果顯示該理論能夠?qū)Σ煌牧餍托盘栠M行有效識別。（2）針對基于盒維數(shù)分形理論對信號覆蓋不均勻從而影響維數(shù)精度的問題,提出基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分形維數(shù)方法來提取流型信號的分形特征。本文選用扁平型結(jié)構(gòu)元素來探索流型信號的細節(jié)和特征,能高效地刻畫和... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

垂直上升管道中氣液兩相流流型Fig.2-1Gas-liquidtwo-phaseflowpatterninaverticallyrisingpipe

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文11泡狀流通常在氣流速度較低時發(fā)生，氣相含率很低，流體本身的能量較小，采集到的電導(dǎo)波動信號類似于隨機信號，并且信號幅度非常低。由于液體流動的不穩(wěn)定性，兩相流的電導(dǎo)波動信號具有間歇的峰值和高振幅。段塞流比泡狀流流速更大，因此氣相含率也增長很多，采集的電導(dǎo)波動信號能量變大，頻帶范圍變寬。繼續(xù)加大氣相的流速和流量，氣相和液相之間碰撞加劇，產(chǎn)生高頻成分更明顯的混狀流。當管內(nèi)的氣塞和液塞上升時，由于重力的作用，液塞下降并與下一時刻的流入流碰撞，導(dǎo)致它在管內(nèi)上下交替振動，表現(xiàn)出電導(dǎo)信號的不規(guī)則性和混沌性，與泡狀流流型相似。然而，與泡狀流流型相比，混狀流流型擁有比較高的振幅和較弱的隨機性。（a）（b）（c）圖2-2三種典型的氣液兩相流流型電導(dǎo)波動信號Fig.2-2Threetypicalflowpatternconductancefluctuationsignalsofgas-liquidtwo-phaseflow

基于分形理論和熵理論的氣液兩相流流型特征提取和識別研究30圖3-3正弦波維數(shù)計算圖Fig.3-3Sinewavedimensioncalculationchart表3-2余弦波分維計算表Table3-2CosinewavefractalcalculationtabletkYX0.0001163849.27579.21030.000281928.58268.51720.000440967.88947.82400.000820487.19637.13090.001610246.50316.43780.00325125.81005.74460.00642565.11685.05150.01281284.42374.35830.0256643.73053.66520.0512323.03742.97200.1024162.34422.27890.204881.65111.58570.409640.95790.8926


本文編號：3272569