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原文传递一种基于相空间拓扑因果的两相流瞬时分相持率预测方法

专利名称：	一种基于相空间拓扑因果的两相流瞬时分相持率预测方法
摘要：	本发明涉及一种基于相空间拓扑因果的两相流瞬时分相持率预测方法，包括：设计一个电导式网格传感器，并将其安装在圆形管道上，电导式网格传感器为由两层互相垂直而不接触的平行金属细线形成8×8的电导式网格传感器；提取电导式网格传感器的每帧数据；根据分布在电导式网格传感器交叉点上的测量数据的归一化值，构造一个一维的数据序列；根据相空间嵌入理论，将一维数据序列S的每个数据片段都嵌入相空间，在相邻的相空间之间建立映射Φ；训练径向基神经网络对映射Φ进行估计，根据估计误差计算因果指数；任意相邻的相空间之间都可计算一个因果指数；得到一个因果指数序列R；利用因果指数序列R预测两相流瞬时持水率。
专利类型：	发明专利
申请人：	天津大学
发明人：	翟路生;杨杰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T14:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010038586.6
公开号：	CN111189882A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	程毓英
分类号：	G01N27/00;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/00
申请人地址：	300072 天津市南开区卫津路92号
主权项：	1.一种基于相空间拓扑因果的两相流瞬时分相持率预测方法，该方法包括以下步骤： (1)设计一个电导式网格传感器，并将其安装在圆形管道上，电导式网格传感器为由两层互相垂直而不接触的平行金属细线形成8×8的电导式网格传感器，设E1-E8表示激励电极，R1-R8表示接收电极；振荡器产生正弦电压信号，该正弦电压信号作为激励信号，用VE表示；单片机控制模拟开关的闭合和断开，以实现激励电极与激励信号的循环连接，即循环激励；每个激励电极与激励信号的连接瞬间，单片机输出一个高电平，即标记信号，用VM表示；各接收电极通过参考电阻Rr与参考地连接；接收电极与激励电极间的电压降先由放大器放大，然后经解调器解调输出8路测量电压信号，即V1-V8；标记信号VM与测量电压信号V1-V8同时被数据采集设备传送至上位机。 (2)根据采集的电压信号V1-V8，提取电导式网格传感器的每帧数据，具体过程如下： VM(p)为标记信号VM的第p个数据点，p的初值为1；计算VM的第p+1和第p个数据点的差值，如果该差值高于或等于阈值ε，此时，数据点p+1为VM的上升沿，用向量index的第q个元素存储上升沿的位置，第q个元素即是第q帧数据，q的初值为1；如果该差值低于阈值ε，则继续向后检索VM的其他数据点；当检索到第41200个上升沿时，即q＝41200，停止上升沿检索操作；计算第q帧数据中，第i路电压信号的稳定数据的均值，记为其中l＝20为稳定数据的起始点，l＝32是稳定数据的终止点；是长度为41200的横向量，表示为对横向量按每8个元素一组整合排序，形成5150×8的矩阵因为i＝1,2,…,8，得到8个5150×8的矩阵，分别为同时提取上述8个5150×8矩阵的第f行数据，即按通道顺序，将8行数据从上至下排列，组成一个8×8的矩阵，此8×8矩阵为电导式网格传感器的第f帧测量数据Umea(f)；利用公式(2)对第f帧数据Umea(f)进行归一化，得到第f帧测量数据的归一化值Unor(f)：其中，Ug和Uw为全气和全水条件下电导式网格传感器的测量数据；根据Unor(f)中各数据点的坐标位置，删除位于管道外部的数据点，最终获得分布在电导式网格传感器交叉点上的第f帧测量数据的归一化值，用表示； (3)根据分布在电导式网格传感器交叉点上的测量数据的归一化值，构造一个一维的数据序列，具体过程如下：首先，对进行三次样条插值，获得第f帧插值数据将的每行数据按从上到下的顺序，首尾相接，构成与第f个的数据片段；然后，将所有数据片段按数据帧编号组合成一行数据，即一维数据序列S； (4)根据相空间嵌入理论，将一维数据序列S的每个数据片段都嵌入相空间，数据片段1，2，3，…对应的相空间依次标记为A，B，C，…；在相邻的相空间之间建立映射Φ，映射的方向从后向前，其中B→A表示从相空间B到A的映射；训练径向基神经网络对映射Φ进行估计，根据估计误差计算因果指数；任意相邻的相空间之间都可计算一个因果指数，其中R12表示数据片段1和数据片段2之间的因果指数；对于一维数据序列S，得到一个因果指数序列R； (5)利用因果指数序列R预测两相流瞬时持水率令：
所属类别：	发明专利