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摘要:电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术是近年来发展起来的一种高新检测技术,是国内外竞相研究的热点之一。它适用于两相流中以导电性介质为连续相的工业过程,具有非侵入、结构简单、成本低、响应速度快、安全性能好、适用范围广等优点。 环状流模型是两相流系统中的一种典型流型,环内与环外是两种不同的介质,它是一个复杂的线性动态系统,广泛存在于自然界、工业生产、科学研究等各个方面。本论文针对的就是这种特殊流型,在先验知识或快速成像算法重建图像的基础上,利用遗传算法完成图像重建,并研究讨论影响算法重建精度的各种因素。同时,运用了相关系数作为重建图像的质量评价指标,使重建图像的优劣有了在数值上的比较。
关键词 电阻层析成像;环状流;遗传算法;图像重建;相关系数
目录 摘要 Abstract 1 绪论-1 1.1 环状流的概念与特点-1 1.2 本论文研究的内容及研究的意义-1 1.3 本论文的结构框架-1 2 电阻层析成像技术-3 2.1 电阻层析成像技术的发展-3 2.2 实现ERT技术的系统结构与特点-3 2.3 电阻层析成像技术的工作原理-4 2.4 ERT正问题-4 2.4.1 正问题的提出-5 2.4.2 有限元法求解正问题-6 2.5 ERT逆问题-8 2.5.1 ERT逆问题的非线性和不适定性-8 2.5.2 解决ERT逆问题不适定性的途径-8 2.5.3 图像重建算法求解ERT逆问题-8 3 MATLAB简介-10 3.1 MATLAB的发展历程及影响-10 3.2 MATLAB系统及工具箱-10 3.3 MATLAB语言-10 3.4 MATLAB优点-11 4 遗传算法简介-12 4.1 遗传算法发展背景-12 4.2 遗传算法定义和特点-12 4.3 基本遗传算法的构成要素-13 4.4 遗传算法的流程图-14 4.5 基本遗传算法各个算子的选取-15 5 仿真结果与分析-17 5.1 遗传算法程序测试-17 5.2 有限元仿真模型与实验条件-17 5.3 有限元模型层数对成像结果的影响-18 5.4 遗传算法迭代次数对成像结果的影响-20 5.5 环状流内外环半径对成像结果的影响-22 5.6 介质电阻率之比对成像结果的影响-24 结论-27 致谢-28 参考文献-29 附录-30 |