在日常生活中存在着大量多相流动现象,作为多相流的一大主要分支,两相流普遍存在于石油、电力、核能等工业生产过程中,并以其传热传质速率、动量损失、压力梯度、气相含率等参数严重影响着工业生产的效率和安全。由于两相流的流型及动力学特性与其参数息息相关,因此,通过不同的分析方法对两相流不同流型进行特征表征和识别研究具有重要的意义。本文分别从分形理论和熵理论两个角度分别对流型特征进行了提取和识别,主要工作如下:(1)根据气液两相流系统的非线性特性,本文引入在非线性分析中效果显著的分形理论来刻画两相流流型信号的分形特征。通过比较几种传统分形维数方法的优缺点,采用表现特征更加全面且计算简单的网格维数估计方法。通过分析不同采样周期的信号,获得不同信号的分形维数,并根据其大小识别不同的信号。本文以两相流系统为研究对象,通过分形的特征参数表征不同流型电导波动信号的分形性质,结果显示该理论能够对不同的流型信号进行有效识别。(2)针对基于盒维数分形理论对信号覆盖不均匀从而影响维数精度的问题,提出基于数学形态学的分形维数方法来提取流型信号的分形特征。本文选用扁平型结构元素来探索流型信号的细节和特征,能高效地刻画和描绘信号,不需要对信号进行时域和频域上的分析,避免了盒维数的不足并且结果更加精确,计算更加简单。结果证明,基于数学形态学的分形维数估计方法在流型特征提取和识别中表现出良好的性能。(3)本文以衡量系统间因果关系的传递熵为基础,结合多尺度理论和符号化理论,提出多尺度符号化传递熵理论并对气液两相流的不同流型进行动力学特性研究。首先以全局四符号化方法对选取的时间序列进行符号化处理,然后对符号化时间序列进行多尺度传递熵分析,得到不同流型的熵值分布,实现从多个尺度的上下游之间的内在联系来表征不同流型的特性的目的。该方法简单可靠,为气液两相流流型的特征表征研究提供了新的途径。