基于图像纹理谱描述子的气液两相流流型时空演化特性研究

论文摘要

两相流流型是两相流的一个重要研究方面,探索新的流型动力学特性研究方法是目前两相流领域重要方向之一。本文首先讨论了LBP算法对气液两相流流型图像纹理特征提取的适用性,然后将现有的LBP算法应用到气液两相流流型动态图像分析中,有效地提取了流型图像的纹理特征,研究结果表明:在垂直上升气液两相流流动中,泡状流纹理特征参数指标幅度变化最小且表现出随机复杂的动力学行为;段塞流纹理特征参数指标幅度变化很大且表现出气塞与液塞周期性交替的运动行为;混状流纹理特征参数指标幅度变化最大且表现出较好周期性运动行为;泡状-段塞流纹理特征参数指标幅度变化由小到大,振荡频次高于段塞流,既有段塞流的运动特征,又包含有泡状流的运动特点;段塞-混状流纹理特征参数指标丧失了段塞和混状流的周期性变化特点,幅度变化较大。在倾斜上升管中,泡状流纹理特征参数指标幅度变化比段塞流小,并具有随机性;段塞流纹理特征参数指标幅度变化较大,具有一定的周期性。本文研究指出了不同流型的图像纹理结构特征时变参数指标,可以较好地反映气液两相流流动特性,为更好地理解流型动力学时空演化特性提供了新的研究途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 两相流流型研究意义
• 1.2 两相流基本参数
• 1.3 两相流流型研究现状
• 1.4 课题主要研究内容及创新点
• 第二章 图像纹理谱描述子算法仿真
• 2.1 图像纹理的分析方法
• 2.1.1 结构法
• 2.1.2 统计方法
• 2.1.3 模型法
• 2.1.4 频谱分析法
• 2.1.5 纹理分析方法比较
• 2.2 纹理谱描述子算法仿真
• 2.2.1 原始LBP 算子
• 2.2.2 扩展LBP 算子
• 2.2.3 具有旋转不变性的均匀模式LBP 算子
• 2.2.4 多维LBP 算子
• 2.3 小结
• 第三章 气液两相流流型图像信息采集
• 3.1 实验装置
• 3.2 垂直上升管气液两相流流型及动态实验
• 3.2.1 垂直上升管气液两相流流型
• 3.2.2 垂直上升管气液两相流动态实验
• 3.3 倾斜上升管气液两相流流型及动态实验
• 3.3.1 倾斜上升管气液两相流流型
• 3.3.2 倾斜30°上升管气液两相流动态实验
• 第四章 气液两相流流型图像纹理参数提取与分析
• 4.1 气液两相流流型图像的增强去噪及其LBP 仿真
• 4.1.1 图像的增强与去噪
• 4.1.2 典型气液两相流流型图像的LBP 算子仿真
• 4.1.3 流型动态图像纹理演化过程
• 4.2 LBP 算子的纹理特征参数
• 4.3 气液两相流流型图像纹理特征参数提取及分析
• 4.3.1 垂直上升管中图像纹理特征参数提取及分析
• 4.3.2 倾斜上升管中图像纹理特征参数提取及分析
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢