油水两相流多尺度非线性动力学特性研究

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垂直和倾斜上升管中油水两相流流动结构对其流量测量响应有较大影响,研究基于一维可测信号的流型识别方法对流量测量模型建立具有重要意义。本文从多尺度非线性信号分析角度分别研究了垂直及倾斜油水两相流流型动力学特性,研究结果表明:不同流型的多尺度非线性特征量有明显区别,能够达到流型识别目的。具体结论如下:   1.多尺度熵分析方法可以有效地区分垂直和倾斜上升管内油水两相流流型。对于垂直上升油水两相流流动,水包油流型多尺度熵率较高,而过渡流型多尺度熵率较低,这和水包油流型中油泡在水中随机运动,过渡流型中水包油和油包水流型交替出现的拟周期性动力学特性分别相一致;对于倾斜上升油水两相流流动,D O/W PS流型多尺度熵率较低,而D O/W CT流型多尺度熵率较高,这和D O/W PS流型间歇性局部逆流运动特点及D O/W CT流型局部逆流运动特点分别相一致。   2.多尺度递归分析可以对倾斜油水两相流D O/W PS流型和D O/W CT流型进行辨别,并在不同尺度下可揭示其动力学特性。D O/W PS流型的前10个尺度递归率明显高于D O/W CT流型,而D O/W PS流型后10个尺度递归率与D O/WCT流型递归率接近,表明在大尺度时两者动力学特性趋于一致,这与D O/W PS流型和D O/W CT流型动力学存在差异但又同属于水包油流型相吻合。
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