泡状流ERT图像重建算法研究.zip

摘要:两相流典型流型包括层状流、泡状流、中心流、环状流等几种。其中泡状流是两相流中的一种基本流型，它在能源、动力、石油化工、制冷、冶金等工业过程中普遍存在。电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography，简称ERT)技术是应用于截面分布式的检测技术,可实现对封闭管道以及过程容器设备中多相组分物质参数的可视化测量。

本论文在先验知识或快速成像算法重建图像的基础上，通过粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,简称PSO）对泡状流进行图像重建，并讨论影响图像重建精度的因素，如有限元层数、气泡位置、两相流电阻率比值和算法的最大迭代次数等。仿真实验结果表明，有限元层数越多、气泡位置越靠近区域边界、两相流电阻率比值相差越大反演效果越理想。

关键词 泡状流；电阻层析成像；粒子群优化算法；图像重建

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 泡状流的概念及特点-1

1.2 ERT的产生背景和发展趋势-1

1.3 ERT技术原理-2

1.4 本论文的研究内容及研究意义-3

1.5 本论文的主要工作和具体安排-3

2 ERT系统及其正逆问题研究-4

2.1 ERT系统的硬件构成及其特点-4

2.2 ERT正问题-5

2.3 ERT正问题求解-6

2.4 ERT逆问题-7

2.4.1 ERT逆问题求解过程中的主要问题及其解决途径-7

2.4.2 ERT逆问题求解的常见算法-8

3 MATLAB简介-10

3.1 MATLAB的概述-10

3.2 MATLAB产生的历史背景-10

3.3 MATLAB的特点-10

3.4 MATLAB的主要功能-11

4 PSO算法在图像重建中的运用-12

4.1 PSO算法的概述-12

4.2 PSO算法的实现-12

4.2.1 PSO算法原理-12

4.2.2 PSO算法流程-13

4.3 PSO算法的改进-15

5 仿真实验与讨论-16

5.1 PSO算法测试-16

5.2有限元模型的层数对成像结果影响-17

5.3泡状流中气泡的位置对成像结果的影响-20

5.4两相流的电阻率比值对成像结果的影响-22

5.5 PSO算法的最大迭代次数对成像结果的影响-25

结论-28

致谢-29

参考文献-30

附录-31