[發明專利]基于模態遷移復雜網絡的氣液相含率測量及驗證方法

有效

• 申請號: 201410229118.1
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104049000A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 高忠科;金寧德;丁美雙
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種氣液兩相流測量信息融合方法。特別是涉及一種針對氣液兩相流分布式電導傳感器測量信號的基于模態遷移復雜網絡的氣液相含率測量及驗證方法。

背景技術

氣液兩相流的研究是隨著工業技術的需要而發展起來的。特別是本世紀40年代后期，由于動力工程、化學工程、石化工程、原子能工程、航天工程以及環境保護工程的興起和發展，氣液兩相流的研究日益得到重視，促使它形成一門完整的應用基礎學科。流型是影響流動參數準確測量的重要因素，氣液兩相流流型復雜多變，其流型生成演化動力學機制異常復雜，導致兩相流參數測量十分困難。氣液兩相流的宏觀運動以及它與其它運動狀態之間的相互作用是兩相流體力學的主要研究內容之一。兩相流相含率測量技術主要包括電導法、電容法、光學法和射線法等。由于電導傳感器具有原理清晰、結構簡單、響應穩定等諸多優點，已廣泛地應用于多相流參數測量中。兩相流分布式傳感器是由安裝在測量管道上的多對測量電極組成，其可有效測取局部流動結構信息，分布式傳感器多元測量信號不僅包含氣相含率信息，同時還蘊含著豐富的流型演化非線性動力學信息。

復雜網絡理論屬當今世界交叉學科前沿研究領域。近年來，基于觀測數據的復雜網絡建模研究得到了來自不同學科領域學者們的廣泛關注，研究表明復雜網絡理論不僅可以用于挖掘包含在非線性時間序列中的重要信息，同時也可用于研究理論模型所不能精確描述的復雜非線性動力學系統。一元時間序列復雜網絡研究已取得較大進展，但多元時間序列復雜網絡研究理論仍相當有限，仍主要集中在基于時間序列相關性分析的網絡構建模式上且其要求時間序列數量足夠多以此為節點構建網絡，在非腦電信號分析領域的應用上存在較大局限性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于模態遷移復雜網絡的氣液相含率測量及驗證方法，通過建立模態遷移復雜網絡對多元信息進行融合，提取與相含率具有線性關系的有向加權聚集系數、局部中介度、平均最短路徑網絡特征指標并進行歸一化處理，繪制相含率線性關系測量圖版，實現對氣液兩相流相含率的測量。

本發明所采用的技術方案是：一種基于模態遷移復雜網絡的氣液相含率測量方法，包括如下階段：

1)構建模態遷移復雜網絡，包括如下步驟：

(1)獲得S組長度均為P的反映流體局部流動特征的電壓測量信號即多元時間序列，其中S為大于0的整數；

(2)用包含子時間序列的移動窗口分割由S組等長度的電壓測量信號組成的多元時間序列；

(3)對于任意兩個窗口的n點時間序列用X和Y時間序列即{X(i)|1≤i≤n},{Y(i)|1≤i≤n}來表示，利用下面的公式計算每一對子時間序列的相關系數：