基于多元多尺度离散熵的气液两相流流动特性分析

作     者：武传宝 张立峰 

作者机构：华北电力大学自动化系 保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2024年

页      面：1681-1687页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(61973115) 

主　　题：流量计量 气液两相流 阵列电导传感器 流动特性 多元多尺度离散熵 

摘      要：提出了一种基于多元多尺度离散熵的垂直管道气液两相流流动特性分析方法。使用阵列电导传感器获取垂直上升管道气液两相流流型信息，将采集到的高维时间序列使用主成分分析方法进行降维。然后采用多元多尺度离散熵（multivariate multiscale dispersion entropy, mvMDE）来度量不同流型多元时间序列的复杂度，并与用于一元时间序列的多尺度离散熵（MDE）进行对比，计算mvMDE前10个尺度的平均值和前5个尺度的增长速率。结果表明，相同流型所对应的mvMDE差异性更大，且mvMDE对于流型转变更敏感。因此mvMDE可以更有效揭示两相流由泡状到段塞的演变过程，从气泡的聚合发展到气塞的逐渐破碎，从伪周期的出现到衰退都可以被熵值的变化所反映，且平均值与增长速率的联合分布可有效实现流型辨识。