兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、課題背景在工業(yè)生產(chǎn)中，涉及到多相流的場景比較廣泛，其中兩相流是一種常見的多相流。由于兩相流的特點(diǎn)是混合物具有兩種不同的相，比如液體與氣體、液體與固體、氣體與固體等等，所以在分析和處理兩相流的問題時(shí)需要關(guān)注兩種不同相之間的相互作用。兩相流的流體力學(xué)特性與單相流有很大不同，對(duì)于兩相流的流型識(shí)別，即判斷混合物中兩種相的比例，精準(zhǔn)識(shí)別其流型類型（主要為三相流的泡狀流、泥狀流和氣液兩相層流）對(duì)于工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)優(yōu)化具有重要的意義。誤判或者未能準(zhǔn)確判斷可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)問題，對(duì)生產(chǎn)帶來損失。自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，尤其是基于機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別等技術(shù)下的自動(dòng)化處理，已經(jīng)在很多領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了很好的應(yīng)用?；诖?，本項(xiàng)目擬探索兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)，并開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用軟件。二、課題研究內(nèi)容本研究課題的目標(biāo)是探索分析兩相流數(shù)據(jù)的方法、設(shè)計(jì)開發(fā)兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)以及開發(fā)相關(guān)應(yīng)用軟件。具體研究內(nèi)容包括：1.研究兩相流的特點(diǎn)及流態(tài)特征針對(duì)不同的兩相流，分析其特點(diǎn)、流態(tài)特征和影響因素，形成兩相流的理論模型。2.數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理采集實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以及現(xiàn)場的兩相流數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、采樣、平滑等。3.特征提取與分析基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取的特征包括流速、流量、壓強(qiáng)、體積流量等，通過相關(guān)性分析對(duì)特征進(jìn)行篩選，以求得關(guān)鍵特征。4.流型識(shí)別技術(shù)探索與模型建立根據(jù)關(guān)鍵特征，探索不同的流型識(shí)別技術(shù)，并建立相關(guān)的模型，包括基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法、基于模型的方法等。5.應(yīng)用程序和系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)基于兩相流識(shí)別的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、特征提取、流型識(shí)別、數(shù)據(jù)可視化等功能，并在實(shí)時(shí)場景下驗(yàn)證該系統(tǒng)。三、預(yù)期成果探索兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)的可行性，并開發(fā)出基于兩相流的流型識(shí)別應(yīng)用軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、特征提取、流型識(shí)別、數(shù)據(jù)可視化等功能模塊組成，能夠?qū)Χ喾N兩相流的流型進(jìn)行識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。四、研究方法1.文獻(xiàn)綜述法——對(duì)當(dāng)前兩相流領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，熟悉并了解兩相流的相關(guān)特性和處理方法。2.實(shí)驗(yàn)方法——收集實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以及現(xiàn)場的兩相流數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取、流型識(shí)別，研究和驗(yàn)證兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)的可行性。3.系統(tǒng)開發(fā)方法——基于兩相流流型在線識(shí)別技術(shù)，設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、特征提取、流型識(shí)別、數(shù)據(jù)可視化等功能模塊組成。五、研究考慮由于兩相流的特點(diǎn)較為復(fù)雜，本項(xiàng)目很可能會(huì)面臨如下問題：1.數(shù)據(jù)獲取的可靠性問題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集過程中，數(shù)據(jù)獲取的可靠性和準(zhǔn)確性將十分重要，需要多次驗(yàn)證和優(yōu)化。2.識(shí)別精度問題。兩相流的流型多種多樣，要想精確區(qū)分不同流型，對(duì)模型的建立和算法的分析精度要求較高。3.平臺(tái)適應(yīng)性問題。研究結(jié)果是否能適應(yīng)不同場景或不同系統(tǒng)的要求，以及是否能夠令廣大用戶方便地使用，這都是我們需要考慮的問題。六、參考文獻(xiàn)[1]徐艷珍.兩相流流型在線識(shí)別的研究[D].清華大學(xué),2011.[2]周新豪,張立民,邵勇,王正然,梅永力.基于流型識(shí)別的三相油氣水流量預(yù)測方法.石油學(xué)報(bào),2018,39(9):1015-1023.