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航空发动机中气液两相流的可视化检测

赵愉 岳士弘 张洋洋 王化祥

赵愉, 岳士弘, 张洋洋, 等 . 航空发动机中气液两相流的可视化检测[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(11): 2345-2351. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0060
引用本文: 赵愉, 岳士弘, 张洋洋, 等 . 航空发动机中气液两相流的可视化检测[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(11): 2345-2351. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0060
ZHAO Yu, YUE Shihong, ZHANG Yangyang, et al. Visible measurement of gas-liquid two-phase flow in aircraft engine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(11): 2345-2351. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0060(in Chinese)
Citation: ZHAO Yu, YUE Shihong, ZHANG Yangyang, et al. Visible measurement of gas-liquid two-phase flow in aircraft engine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(11): 2345-2351. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0060(in Chinese)

航空发动机中气液两相流的可视化检测

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0060
基金项目: 

国家自然科学基金 61174014

详细信息
    作者简介:

    赵愉  女, 硕士研究生。主要研究方向:EIT应用

    岳士弘  男, 博士, 教授。主要研究方向:智能信息处理技术和EIT应用

    通讯作者:

    岳士弘, E-mail: shyue1999@tju.edu.cn

  • 中图分类号: V233.3+4;TE311

Visible measurement of gas-liquid two-phase flow in aircraft engine

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61174014

More Information
  • 摘要:

    针对电阻抗断层成像(EIT)技术中FCM聚类算法的灵敏度系数信息缺失以及测量电压的利用率低两方面问题,提出一种新的成像算法。在该算法中引入灵敏度系数矩阵信息修正各个剖分单元的电压。同时提出了将测量电压数据按照其权系数进行处理的方法,该方法可应用于所有EIT经典反演算法之中。理论和数值仿真结果均表明,与已有的FCM聚类算法相比,优化后算法对两相流型的定位准确度更高,得到的重建图像的空间分辨率与之前相比相对误差降低了5%~15%,相关系数提高了5%~20%。

     

  • 图 1  正问题/逆问题求解过程

    Figure 1.  Solution procedure of forward/inverse problem

    图 2  测量数据权系数化说明

    Figure 2.  Weight coefficient of measurement data

    图 3  权系数化前后的测量值

    Figure 3.  Measured values before and after coefficient weighting

    图 4  流型分布

    Figure 4.  Distribution of flow patterns

    图 5  LBP、原始图像和优化后图像的相关系数对比

    Figure 5.  Comparison among correlation coefficient of LBP, original image and optimized image

    图 6  LBP、原始图像、优化后图像的相对误差对比

    Figure 6.  Comparison among relative errors of LBP, original image and optimized image

    表  1  不同算法的4个模型重建图像

    Table  1.   Reconstructed images for four models by different algorithms

    模型序号 两相流模型 LBP算法 FCM-EIT算法 优化后FCM-EIT算法
    1
    2
    3
    4
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    表  2  Landweber和Tikhonov算法及权系数法的模型重建图像

    Table  2.   Model reconstructed images by Landweber and Tikhonov algorithms and coefficient weighting

    泡状介质分布模型 Landweber/Tikhonov算法成像 权系数法处理后成像
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    表  3  LBP、原始图像、优化后图像的相关系数

    Table  3.   Correlation coefficients of LBP, original image and optimized image

    模型序号 LBP算法 原始FCM算法 优化后FCM算法
    1 0.414 1 0.364 7 0.415 4
    2 0.373 8 0.295 9 0.390 2
    3 0.166 9 0.877 7 0.922 2
    4 0.345 5 0.405 1 0.568 4
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    表  4  LBP、原始图像、优化后图像的相对误差

    Table  4.   Relative errors of LBP, original image and optimized image

    模型序号 LBP算法 原始FCM算法 优化后FCM算法
    1 0.173 4 0.276 3 0.201 1
    2 0.207 7 0.267 8 0.163 9
    3 0.859 8 0.072 8 0.050 5
    4 0.301 2 0.297 8 0.219 5
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-13
  • 录用日期:  2017-05-19
  • 刊出日期:  2017-11-20

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