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摘要:电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术是一种可实现两相流参数在线检测的高新检测技术,可应用于连续相具有导电性的两相流参数可视化监测,其中图像重建算法是电阻层析成像技术研究的热点与难点。 牛顿—拉夫逊算法是公认的理论上较为完备、且实际应用效果较好的算法,它有自己的标准式跟几种不同的变形。本文在总结了电阻层析成像技术的研究现状、技术特点,分析了其数学物理模型的基础上,基于MATLAB编程实现了牛顿—拉夫逊图像重建算法。同时就正则化因子的选择,借鉴粒子群算法中不同的惯性权重递减策略进行深入研究,并应用于层状流、泡状流、环状流、中心流图像重建。
关键词 电阻层析成像;两相流;图像重建算法;牛顿—拉夫逊算法;粒子群算法;惯性权重递减策略
目录 摘要 Abstract 1 绪论.1 1.1 两相流概述1 1.2 本论文的研究内容及研究意义2 1.3 本论文框架结构2 2电阻层析成像技术及其数学描述3 2.1 电阻层析成像技术的工作原理. .3 2.2 电阻层析成像技术的概述3 2.2.1 电阻层析成像概念.3 2.2.2 电阻层析成像的发展应用.4 2.2.3 实现电阻层析成像技术的系统结构.4 2.3 ERT数学模型5 2.4 正问题与反问题6 3 MATLAB概貌8 3.1 MATLAB的发展.8 3.2 MATLAB的主要功能9 3.2.1数值计算和符号计算功能10 3.2.2绘图功能10 3.2.3语言体系10 3.2.4 MATLAB工具箱10 4牛顿-拉夫逊(Newton-Raphson)迭代法.11 4.1牛顿-拉夫逊公式推导11 4.2牛顿-拉夫逊算法解非线性方程组12 4.3牛顿-拉夫逊算法的变形14 4.4牛顿-拉夫逊图像重建算法流程15 5惯性权重递减策略.17 5.1粒子群优化算法简介17 5.2惯性权重递减策略 17 6仿真实验结果与分析.19 结论-37 致谢-38 参考文献-39 附录-40 |