分數(shù)階微積分理論及其在兩相流中的應用研究
本文關(guān)鍵詞:分數(shù)階微積分理論及其在兩相流中的應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:氣液兩相流廣泛存在于各種科學應用研究領域以及工業(yè)生產(chǎn)過程當中。兩相流的流型及其動力學特性嚴重影響著兩相流動的傳熱傳質(zhì)速率、動量損失和壓力梯度等參數(shù)。通常,采用電導波動信號的特征來判斷流型,而電導波動信號的采集會受管道振動等多種因素的干擾影響,因此在研究兩相流流型前需要對采集的信號進行濾波處理。采用基于分數(shù)階Fourier變換(Fractional Fourier Transform,FRFT)的分數(shù)階小波變換(Fractional Wavelet Transform,FRWT)理論,對氣液兩相流信號進行去噪分析。FRWT將傳統(tǒng)小波變換的多分辨率分析理論推廣到分數(shù)階Fourier域。利用分數(shù)階階數(shù)的靈活性,實現(xiàn)對氣液兩相流信號更加有效地去噪。流型識別方面,將希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform,HHT)理論與分數(shù)階Hilbert變換(Fractional Hilbert Transform,FHT)方法相融合,利用HHT理論中的EMD分解方法處理信號,得到不同尺度上的IMF分量,對不同流型的的IMF分量做多個階數(shù)上的FHT分析,完成對氣液兩相流的流型識別。利用分數(shù)階相對熵與符號動力學相結(jié)合的方法研究氣液兩相流不同流型的動力學特性。熵在兩相流流行研究方面已經(jīng)得到廣泛的應用,而分數(shù)階熵在流型分析上的幾乎未涉及。由于傳統(tǒng)的相對熵在反映流型的動力學行為時的效果并不理想,本文通過多個階數(shù)上的符號化相對熵的分布變化規(guī)律,研究了流型的分數(shù)階符號化相對熵及其演化機理,為進一步理解流型的動力學特性提供了新思路。
【關(guān)鍵詞】:氣液兩相流 分數(shù)階小波變換 分數(shù)階Fourier變換 分數(shù)階Hilbert變換 相對熵
【學位授予單位】:青島科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:O359;O172
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 1 緒論8-16
- 1.1 本文研究背景及意義8-9
- 1.2 氣液兩相流研究現(xiàn)狀9-12
- 1.2.1 氣液兩相流流型分類9-11
- 1.2.2 兩相流流型研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 分數(shù)階理論研究現(xiàn)狀12-14
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
- 2 分數(shù)階Fourier變換(FRFT)理論研究16-26
- 2.1 FRFT的定義16-18
- 2.2 FRFT的性質(zhì)18-19
- 2.3 離散分數(shù)階Fourier變換(DFRFT)19-25
- 2.3.1 三種主要類型DFRFT的比較19-21
- 2.3.2 特征分解型DFRFT21-25
- 2.4 本章小結(jié)25-26
- 3 兩相流信號的分數(shù)階小波變換(FRWT)去噪研究26-40
- 3.1 小波離散變換及去噪原理26-32
- 3.1.1 小波變換定義及離散實現(xiàn)26-27
- 3.1.2 閾值函數(shù)的選取27-29
- 3.1.3 閾值估計29-32
- 3.2 FRWT的算法實現(xiàn)32-34
- 3.2.1 FRWT的定義32
- 3.2.2 FRWT的性質(zhì)32-33
- 3.2.3 FRWT的算法實現(xiàn)33-34
- 3.3 基于FRWT的兩相流信號去噪34-39
- 3.3.1 分數(shù)階最佳變換階次的選取34-35
- 3.3.2 典型信號的分數(shù)階小波去噪分析35-36
- 3.3.3 兩相流流型信號去噪分析36-39
- 3.4 本章小結(jié)39-40
- 4 氣液兩相流流型識別分析40-51
- 4.1 希爾伯特-黃(HHT)變換理論40-43
- 4.1.1 EMD分解過程40-42
- 4.1.2 Hilbert變換42-43
- 4.2 分數(shù)階Hilbert變換的離散算法43-45
- 4.2.1 Hilbert的離散實現(xiàn)43-44
- 4.2.2 分數(shù)階Hilbert變換原理44-45
- 4.3 兩相流流型的分數(shù)階HHT變換特性分析45-50
- 4.4 本章小結(jié)50-51
- 5 兩相流流型分數(shù)階相對熵特性分析51-63
- 5.1 符號化相對熵理論51-54
- 5.1.1 非線性時間序列的符號化51-53
- 5.1.2 相對熵理論53-54
- 5.2 分數(shù)階相對熵54-57
- 5.3 兩相流流型的分數(shù)階符號化相對熵分析57-62
- 5.3.1 兩相流序列符號化參數(shù)的選擇57-59
- 5.3.2 基于分數(shù)階相對熵的兩相流信號不可逆性分析59-62
- 5.4 本章小結(jié)62-63
- 總結(jié)與展望63-65
- 參考文獻65-70
- 致謝70-71
- 攻讀學位期間發(fā)表學術(shù)論文目錄71-72
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:分數(shù)階微積分理論及其在兩相流中的應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:454517
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