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摘要:基于电阻传感机理的电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术是通过测量电阻率分布而获得多相介质分布的,具有非侵入、响应速度快、成本低、安全性能好、适应范围广等优点。本文针对两相流典型流型之一的中心流,根据电阻层析成像原理,进行图像重建研究。 本文通过阅读大量参考文献,分析了多相流检测技术的主要参数,阐明了电阻层析成像系统的构成及技术特点,分析了电阻层析成像技术发展中必须解决的问题。在分析其数学物理模型的基础上,针对中心流这一特定流型,结合变步长迭代算法编写了图像重建程序。仿真实验表明:在一定迭代次数下,此程序能比较准确的计算两相流的电阻率、求得中心流半径。另外探讨了电阻率比值、中心流半径对算法输出结果的影响。
关键词:电阻层析成像;中心流;图像重建;变步长迭代算法
目录 摘要 Abstract 1 绪论-1 1.1 两相流的概念与特点-1 1.2 多相流检测技术的主要参数-1 1.3 本论文的研究内容及研究意义-2 1.4 本论文结构-2 2 电阻层析成像技术-4 2.1 ERT的系统构成及技术特点-4 2.2 ERT技术发展中必须解决的关键问题-5 3 ERT正问题与逆问题-6 3.1正问题与逆问题概述-6 3.2 电阻层析成像的数学物理模型-6 3.3 ERT正问题求解方法—有限元法-7 3.3.1 有限元法的计算步骤-7 3.3.2 确定泛函及等价变分问题-8 3.4 ERT逆问题的非线性和不适定性-9 4 MATLAB简介-11 4.1 MATLAB的发展历史和影响-11 4.2 MATLAB的特点-12 5 ERT图像重建算法的研究-14 5.1 ERT图像重建算法研究的意义-14 5.2 变步长图像重建算法-14 6 图像重建结果分析-16 6.1 仿真实验环境-16 6.2 迭代次数对算法输出结果的影响-16 6.3 电阻率比值对算法输出结果的影响-20 6.4 中心流半径对算法输出结果的影响-25 结论-30 参考文献-31 致谢-32 附录-33 |