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油水两相流流型的混沌时间序列分析

郭伯和  
【摘要】:本文在含水率51%~91%及油水两相总流量10 m~(3)·d~(-1)~60m~3·d~(-1)范围内,对垂直上升油水两相流流动工况的电导波动信号进行了分析,得到以下重要结论: 1.讨论了几种求最大Lyapunov指数的算法,并通过数值计算验证了各种算法的适用性,对垂直上升管中油水两相流电导波动信号提取的最大Lyapunov指数大于零表明,油水两相流为低维的混沌系统。 2.采用“互信息第一极小值法”确定了相空间重建的最佳延迟时间,并用Mackey-Glass方程及Lorenz奇异吸引子数据作算例检验了该算法及编制程序的可靠性,为正确从混沌时间序列提取关联维及K熵值奠定了基础。 3.对于含水率为61%~91%时的水包油型油水两相流系统,计算的混沌吸引子关联维值分布在2.43~3.46之间,K熵值分布在0.05~0.488之间,而且关联维、K熵与总流量Q_t及含水率K_w之间有良好的对应关系,即含水率一定时,关联维及K熵均随总流量的增加而增大。对于含水率K_w为51%的油水两相流过渡流型,关联维分布在2.9~4.21之间,K熵值分布在0.06~0.392之间,它们都随总流量Q_t呈现不规则突变,显示出关联维与K熵对油水两相流流型具有敏感的“指示器”特性。


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