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摘要:电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术是电学层析成像技术存在的四种基本形式之一。它是现代工业检测的前沿技术,具有非侵入、无辐射、在线测量等优点,在地质勘探、工业过程与环境监测等方面有着广泛的应用。 本文重点介绍了ERT技术的构成与特点、技术路线的实现以及正问题计算与逆问题求解。关于ERT正问题计算,本文选用了有限元法。而ERT逆问题求解方法有多种,其中线性反投影算法(Linear Back Projection,简称LBP)是目前最快捷,同时也是最基本、应用最广泛的一种图像重建算法。在学习了LBP算法原理的基础上给出了相应的分析步骤,利用MATLAB编程实现了线性反投影图像重建算法及其改进算法——迭代线性反投影算法,并应用于两相流典型流型(层状流、环状流、中心流、泡状流)的图像重建。最后根据得到的数据,分析并讨论了电阻率比值和迭代次数对算法图像重建的影响。
关键词 电阻层析成像;正问题;逆问题;线性反投影;图像重建算法
目录 摘要 Abstract 1绪论-1 1.1 两相流的概念与特点-1 1.2 电阻层析成像技术概述-1 1.3 电阻层析成像技术产生与发展-2 1.4 电阻层析成像构成与技术特点-2 1.5 ERT技术发展必须解决的关键问题-4 1.6 本论文研究的内容和意义-4 1.7 本论文的研究框架-4 2 MATLAB仿真软件-6 2.1 MATLAB软件发展的历史-6 2.2 MATLAB语言特点-6 3 ERT正问题与逆问题-7 3.1 ERT技术路线的实现-7 3.2 ERT正问题-7 3.3 ERT逆问题-8 3.3.1 ERT逆问题的非线性和不适定性-8 3.3.2解决ERT逆问题不适定性的途径-9 3.3.3 ERT逆问题求解-9 4线性反投影图像重建算法的研究-11 4.1 线性反投影算法-11 4.2 线性反投影算法的原理及步骤-11 4.3 迭代线性反投影算法-12 5仿真实验结果与分析-14 5.1四种典型流型重建图像-14 5.2四种典型流型图像重建结果分析-22 5.2.1 层状流图像重建结果分析-22 5.2.2 环状流图像重建结果分析-23 5.2.3 中心流图像重建结果分析-23 5.2.4 泡状流图像重建结果分析-24 结论-26 致谢-27 参考文献-28 附录-29 |