电阻抗层析目标高精度提取与两相流三维可视化方法研究

发布时间：2025-05-13 04:19

　　两相流广泛存在于石油、化工、能源、动力和制药等工业过程中,两相流的准确测量与高质量可视化对于理解与预测流体动力学、过程操作与控制、分析与优化流体控制装置都有着重大意义。由于两相流中存在相界面、波动现象、空间结构等复杂因素的相互作用,使得两相流中的相分布和流动形态复杂多变。因此,对两相流动过程与状态的详细描述,以及对各相的准确测量与高质量可视化给工程师和科研人员带来了巨大挑战。本文在分析研究国内外两相流测量与可视化技术的基础上,采用电阻抗层析成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT)开展相关研究,并提出了目标高精度提取与两相流三维可视化的方法,旨在提高EIT在两相流目标测量的精度与增强EIT测量结果在显示流型现象和揭示流动机理上的视觉效果。本文主要完成的工作和创新点如下:从电阻抗成像基础理论出发,详细讨论和分析了EIT电极尺寸对电场特性的影响。针对点电极影响有限元仿真精度的问题,提出了一种基于电极节点分组的EIT有限元仿真,并以此优化了EIT正逆问题的求解过程,有效降低了电极尺寸在EIT有限元仿真结果中引入的误差,提高了EIT正问题和灵敏度矩阵的求解...

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.2水平管道中6种典型的气液两相流流型[1]

（3）分层流当气相速度和液相速度都很低时，气相和液相完全分开流动，液相在管道底部流动气相在管道顶部流动，气液两相中间存在一个光滑稳定的水平分界面，这种流动形态被称为分层流，如图2.2(c)所示。（4）波状流当气液两相的速度在一定范围内增加时，气液两相界面会产生波动，像波浪一样沿....

图2.3垂直管道中4种典型的气液两相流流型[1]

6）环状流气相的速度增加到一个非常高的值时，气相也变为连续相在管道中心流动管壁上形成液膜围绕在气相周围流动，并且由于重力作用的影响，管道底管道顶部的厚一些，如图2.2(f)所示。直管道中的流动形态垂直管道中，垂直上升气液两相流的流动形态包括泡状流(Bubbleflow)、lo....

图2.5水平管道内固液两相流流型示意图

33(d)固定床流示意图及其固体浓度、速度分布曲线图2.5水平管道内固液两相流流型示意图确定固体颗粒大小和浓度的固液两相流，可根据流体速度的不同将其四种流型，其中各流型之间转化时对应的流速为过渡速度，也可称为临的过渡和边界通常通过压降与流体平均速度曲线来表示，如图2.6....

图3.4有限元网格剖分在有限元模型的基础上，将式(3.4)离散化到每一个有限单元中，可表示为④⑤(3.5)

图3.4有限元网格剖分模型的基础上，将式(3.4)离散化到每一个有限单元中，可表示分别第个有限元的面积、构成场域的所有有限元的个数。三角形有限元剖分，....

本文编号：4045736