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气液两相流广泛存在于核能、石油、化学和动力设备等许多工业领域,在两相流动的系统中,气液两相流流型直接影响着两相流的流动参数的传热特性、流动参数的准确测量和相关设备的安全稳定运行。因此,气液两相流流型识别是多相流研究领域迫切需要解决的关键问题之一。不同流型的气液两相流在流经水平管道时,流体和管壁的耦合作用会诱发管道振动现象,通过对管道振动信号的时频特性进行分析,发现振动信号受流型的影响十分明显,因此本文提出一种基于流体诱发管道振动的气液两相流流型识别方法。本文的研究内容主要分为两大部分:第一部分是气液两相流实验分析,目的是分析不同流型的气液两相流诱发的管道振动特性。通过振动传感器测量不同流型下的气液两相流管道外壁的振动信号,采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)将管道振动信号分解成不同时间尺度上本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)的组合,分别提取了IMF分量能量特征和峰度特征作为表征流型的特征向量,将这些特征向量分别作为支持向量机的输入,流型作为输出,建立了分层流、弹状流和环雾状流流型识别模型,从而实现非插入式实时两相流流型识别。实验结果表明:振动信号经EMD分解得到的IMF分量能量特征可以有效反映流型变化的信息,通过测试集验证流型识别模型,流型准确识别率达93.4%以上。第二部分是对不同流型的气液两相流进行仿真分析,目的是研究气液两相流的流动特性和管道振动特性。借助有限元分析软件Fluent仿真气液两相流流动状况,通过改变气液两相流量分析了流量变化对流型的影响,仿真模拟结果符合Mandhane流型图。研究了稳定状态下不同流型的气液两相流管壁处的总压特性,通过对分层流、弹状流和泡状流的管道内壁的总压进行FFT变换,发现不同流型的FFT频谱的频带分布和能量级有明显不同,为后续的通过气液两相流流固耦合计算分析管道的振动特性提供依据。本文通过Ansys进行气液两相流的双向流固耦合计算,目前已经建立气液两相流和管道的双向流固耦合模型。