基于HHT與SVM的氣液兩相流雙參數(shù)測(cè)量.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、電力等領(lǐng)域,其參數(shù)的測(cè)量對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)安全都有十分重要的意義.兩相流動(dòng)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程,參數(shù)較多,檢測(cè)相當(dāng)困難.流型、空隙率是氣液兩相流中非常重要的參數(shù),而且測(cè)量比較困難,還影響兩相流其它參數(shù)的測(cè)量.本文采用文丘利管作為測(cè)量裝置,對(duì)文丘利管差壓信號(hào)與氣液兩相流的流型關(guān)系進(jìn)行了深入的研究,提出了一種基于HHT(Hilbert-Huang Transform)與模糊推理的氣液兩相流流型識(shí)別

2、方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣油、氣水兩相流典型流型的識(shí)別;通過(guò)分析差壓信號(hào)的波動(dòng)成份、平穩(wěn)成份與空隙率的關(guān)聯(lián),提出了基于HHT與SVM(Support Vector Machine)結(jié)合的空隙率估計(jì)方法.本論文的主要研究成果有:1.提出了基于HHT的差壓波動(dòng)信號(hào)濾波方法.該濾波方法利用HHT的帶通濾波特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)泡狀流、彈狀流、塞狀流、混狀流差壓信號(hào)有效濾波,濾波后可以很好的保留兩相流差壓信號(hào)的非線性特征.2.提出了利用HHT進(jìn)行兩相流差壓信號(hào)的時(shí)

3、頻分析方法.通過(guò)分析不同流型信號(hào)的邊界譜、瞬時(shí)能量可以分別在頻域、時(shí)域內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行研究.而通過(guò)信號(hào)的Hilbert-Huang譜,能夠同時(shí)在時(shí)頻域分析信號(hào)的變化情況,也就是可以清楚了解信號(hào)在不同時(shí)刻頻率成份及其強(qiáng)度.這樣可以更加直觀分析不同流型下信號(hào)的特性.3.通過(guò)對(duì)不同流型差壓信號(hào)的HHT結(jié)果的研究,發(fā)現(xiàn)信號(hào)不同頻率范圍能量分布具有很大的差異,為了定量描述這種差異,定義了不同頻率范圍(不同模態(tài))信號(hào)所占的能量比作為特征變量,通過(guò)對(duì)不同

4、頻率能量比的分析,提出了基于HHT的流型識(shí)別方法,并建立了相應(yīng)的流型圖.根據(jù)建立的流型圖,建立模糊推理規(guī)則,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流型準(zhǔn)確客觀的識(shí)別.特別是對(duì)過(guò)渡區(qū)的流型識(shí)別更加具有意義.4.經(jīng)過(guò)HHT后信號(hào)大體上被分解為兩個(gè)部分,一是不同的固有模態(tài),代表信號(hào)的波動(dòng)成份,另一部分是殘差,反映信號(hào)的平穩(wěn)成份或趨勢(shì)項(xiàng).通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)波動(dòng)成份與空隙率有很大的關(guān)系,而殘差與流量關(guān)系很大.在此基礎(chǔ)上提出了基于HHT與SVM的氣液兩相流空隙率估計(jì)方法.通過(guò)對(duì)不同