疏浚工程在港口航道建设、湖泊清淤整治及长江航道维护等领域起着重大作用,疏浚船舶作为疏浚工程的核心装备,是保障疏浚工程高效、经济、绿色实施的基础。由泵和管路组成的吸扬系统是疏浚船舶实现泥浆输送的主要方式之一,为了实现泵-管高效匹配,必须准确采集包括泵的转速、管道流速与压力、泥浆浓度等关键参数,而浓度值测量是其中的核心和难点。目前疏浚船舶上多采用传统仪表与γ射线浓度仪进行测量,但是γ射线浓度仪存在对人体造成伤害及安全管理等方面问题,疏浚企业认同度不高,希望有新的安全准确的浓度测试手段。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,简称ECT)作为一种非侵入检测技术,具有结构简单、无辐射还可以反应管道内介质的分布等优点,在石油化工管道输送等领域得到了运用。本文依托所在实验室的疏浚管道试验平台,结合ECT技术开展了气/液和固/液两类流型仿真分析,主要研究如下:(1)运用COMSOL对ECT电容传感器进行计算与分析。运用COMSOL开展ECT电容传感器建模与仿真计算,得到了反映ECT电容传感器软场特性的灵敏度分布图。(2)ECT电容传感器的参数优选与分析。结合实验室中的管道,对ECT电容传感器进行仿真设计,开展了极板覆盖率、极板长度、屏蔽层与极板间距参数优选研究;同时开展了极板厚度的变化与极板安装不对中对传感器性能的影响仿真分析,为传感器的制造与安装提供了辅助依据。(3)流型识别与管道堵塞分类。运用经遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)优化的支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)对气/液、固/液两相流进行流型识别。构建了气/液两相流常见的4种流型模型,采用上述方法进行流型识别,识别准确率达到了93.75%;同时根据泥沙沉积的多少将管道堵塞分为“正常”、“堵塞”和“严重堵塞”3种类别,运用相同的方法进行管道堵塞分类,分类准确度达到了97.91%。