氣液兩相流動態(tài)特性的研究

內容概要

　　《氣液兩相流動態(tài)特性的研究》的主要內容是在對氣液兩相流動基本理論、基本實驗和國內外該領域最新研究成果、分析研究的基礎上，歸納和總結了作者本人及其所領導的課題組二十余年來在兩相流動態(tài)特性分析方面的研究成果，對目前正被逐漸接受并應用的各種不同類型的動態(tài)研究方法作了較詳細的介紹。同時，作為對該方法的最早應用者之一，作者在書中重點介紹了本人對兩相流動波動、非線性和混沌特性的研究工作。根據(jù)確定性混沌動力學和時間序列分析方法的基本原理和實驗建模法的步驟，提出一種新的進行兩相流動態(tài)分析的方法--混沌時間序列分析方法。書中還介紹了作者開發(fā)的用于進行氣（汽）液兩相流動態(tài)特性分析的混沌時間序列分析軟件（WLCHAOS），以及上述方法在氣液兩相流實驗系統(tǒng)中進行實際分析的研究結果。

書籍目錄

第1章 氣液兩相流動態(tài)特性基礎理論
1.1 氣液兩相流動及基本方程
1.1.1 氣液兩相流動的基本概念
1.1.2 兩相流基本方程組
1.2 管內氣液兩相流動的數(shù)學模型及其動態(tài)特性
1.2.1 建模簡化原則
1.2.2 簡化模型中采用的假定條件
1.2.3 管內氣液兩相流的基本方程組
1.3 氣液兩相流流型過渡與流型圖
1.3.1 流型圖
1.3.2 流型的轉變
1.4 波動理論與氣液兩相流動態(tài)特性
1.4.1 一維兩相流波動理論
1.4.2 流動不穩(wěn)定性的基本概念
1.4.3 兩相流動不穩(wěn)定性分析
1.5 空泡波方程及其傳播
1.6 壓力波方程及其傳播
1.6.1 壓力波傳播的基本方程式
1.6.2 影響壓力波傳播的因素
第2章 氣液兩相流動態(tài)特性研究方法的理論
2.1 系統(tǒng)動力學與兩相流動態(tài)特性研究
2.1.1 系統(tǒng)動力學簡介
2.1.2 系統(tǒng)動力學的基本研究方法
2.2 系統(tǒng)辨識在多相流學科中的應用
2.3 經典譜估計與譜分析技術
2.3.1 相關函數(shù)法
2.3.2 周期圖法
2.3.3 傳統(tǒng)譜估計的討論
2.4 時間序列分析方法與現(xiàn)代譜估計
2.4.1 時間序列分析方法
2.4.2 ARMA模型譜的參數(shù)估計算法
2.4.3 其他譜估計方法簡介
2.4.4 小波分析技術
2.5 神經網絡分析方法
2.6 流動層析成像分析方法
2.6.1 圖像處理方法與高速攝影技術
2.6.2 過程層析成像技術
2.7 系統(tǒng)辨識方法在兩相流動態(tài)分析中的應用實例
2.7.1 PDF和NN流型識別方法
2.7.2 水平及傾斜管內油氣兩相流PDF和NN流型識別
2.8 氣液兩相流動態(tài)特性研究PDF和NN流型識別方法
第3章 非線性動力學理論及其在兩相流動態(tài)特性研究中的應用
3.1 非線性動力學理論
3.1.1 非線性問題
3.1.2 兩相流動態(tài)非線性問題
3.2 動態(tài)系統(tǒng)的分叉與混沌現(xiàn)象
3.3 兩相流動態(tài)特性混沌時間序列分析方法
3.3.1 什么是混沌運動
3.3.2 確定性混沌動力學的基本概念
3.3.3 混沌時間序列方法
3.4 WLChaos分析軟件
3.4.1 實驗數(shù)據(jù)和時間序列模塊（TD和TS）
……
第4章 兩相流動特性的實驗研究
第5章 油氣混輸兩相流動態(tài)特性的研究

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   2.4 時間序列分析方法與現(xiàn)代譜估計 時間序列是數(shù)理統(tǒng)計學科的一個重要分支。作為現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理方法之一的時間序列分析方法（TSA）是從20世紀20年代后期開始，并于60年代后期在譜估計技術上取得突破性進展以后得到迅速發(fā)展的。隨著計算機技術、快速傅里葉變換（FFT）及一系列建模算法的應用，時間序列分析與控制理論的結合，使之不僅成為用于動態(tài)系統(tǒng)特性參數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理的方法，也成為系統(tǒng)辨識和系統(tǒng)分析的重要方法之一，其本身也發(fā)展成為一門涉及信號處理、振動、聲學、控制理論及應用數(shù)學的多種交叉學科。 在社會科學、自然科學、管理工程和工程技術的許多領域內，研究一個動態(tài)系統(tǒng)首先需要確定其動態(tài)參數(shù)模型、各階頻率、阻尼因子等。從理論上說，可以采用解析方法及其他一些數(shù)學方法來確定，但由于實際工程系統(tǒng)的動態(tài)變化，影響因素繁復多樣，往往無法求解其分析模型，難以進行動態(tài)特性的描述。時間序列分析方法則將實驗數(shù)據(jù)作為研究的依據(jù)，借助于數(shù)理統(tǒng)計理論及信息處理技術建立模型，從時域到頻域，窺測系統(tǒng)的規(guī)律，探明動態(tài)機理，在產品質量控制、機械設備動態(tài)性能識別、高速運轉設備的工況檢測、故障診斷、市場預測和氣象預報等領域取得良好的效果，成為人們認識世界、改造世界的又一有力的數(shù)學工具。 2.4.1 時間序列分析方法 時間序列分析方法簡單地可理解為采用參數(shù)模型（例ARMA模型），對所觀測的時間序列進行分析與處理的實驗建模法。它的特點是建立在對時間序列信息的高度重視上。實際上，時間序列本身是由系統(tǒng)產生的，無論是對線性時變系統(tǒng)，甚至非線性系統(tǒng)，在參數(shù)的時間序列信號中，依靠其順序和大小，蘊涵了與系統(tǒng)密切有關的信息，展現(xiàn)著變化的動態(tài)過程。從實驗建模法的觀點看，時序信號無疑是相應系統(tǒng)的有界輸出或響應。它包括著以下四方面的信息： （1）輸出數(shù)據(jù)本身的結構與規(guī)律。 （2）相應系統(tǒng)本身的固有特性。 （3）外界對相應系統(tǒng)的作用。 （4）相應系統(tǒng)同外界相互聯(lián)系的方式，即外界以什么方式對系統(tǒng)施加輸入。 顯然，時序信號的采集、分析是時序方法的關鍵和基礎。通過對時序信號的處理，提取有關信息，揭示時間序列即系統(tǒng)的結構、規(guī)律；掌握系統(tǒng)與外界的關系；推斷系統(tǒng)及其動態(tài)變化的發(fā)展。這一分析方法是與參數(shù)模型密切結合的，通過嚴格的數(shù)學推導，把參數(shù)模型同相應動態(tài)系統(tǒng)的物理背景相聯(lián)系，成功地解決了對動態(tài)系統(tǒng)的辨識問題。

編輯推薦

《氣液兩相流動態(tài)特性的研究》結合作者多年來的科研工作成果，進行了初步探討。作為高校教學科研第一線的實踐者，作者在指導博士生、碩士生完成國家863科研課題和國家自然科學基金的實際工作中，深感有必要將兩相流動態(tài)特性研究方法和流型劃分診斷方法進行較全面的總結，對其中所涉及的科學原理、實驗方法與技術予以清晰的解釋，從而有助于研究生和同行在已有研究成果基礎上，進行更深入的探討，進一步發(fā)展本研究領域，盡早取得該領域的突破。

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