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两相流系统广泛应用于石油、化工、航天等领域。流型是两相流最基本的特征参数。准确测量两相流的其他参数通常依赖于对流型的了解。因此,准确识别两相流流型具有重要意义。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是电学层析成像(Electrical Tomography,ET)的一种模态,具有安全无辐射、非接触、结构简单、成本低、实时性好等特点。该技术通过测量介电常数分布来确定介质分布,主要用于管道内部两相流的实时成像及流型辨识。利用ECT系统实现两相流流型识别的研究越来越受到重视。本文围绕基于ECT的流型辨识展开研究,主要工作及成果可简述如下。1.研究了基于COMSOL WITH MATLAB的两相流流型自动建模方法。大多数流型辨识方法都需要一个大规模的数据集,以获得更高的辨识精度和更好的模型泛化性能。针对手动建模方法建模效率低,流型主观性强、大规模数据集获取困难的实际问题,提出了基于COMSOL WITH MATLAB的流型自动建模方法,实现了8种典型两相流流型的自动建模设计,为流型的辩识奠定了基础。2.提出了分别基于等宽分箱和等频分箱的两种ECT归一化电容值预处理方法。在此基础上,提出了基于数据分箱和支持向量机(SVM)的ECT流型辨识方法。其基本思路是先对ECT系统得到的归一化电容值进行数据分箱预处理,用箱号代替箱内数据,降低与分类无关的冗余信息;然后将分箱处理后的数据归一化后输入到用改进粒子群算法优化的SVM分类器,实现8种典型流型的分类。仿真与实验结果表明:所提的数据预处理方法可有效地提高了流型特征的敏感度,降低了与分类无关的冗余信息,提高了流型辨识准确率。与等宽分箱方法相比,等频分箱方法的抗噪声能力更强。3.对比了不同数据预处理方法及不同流型辨识分类器测试情况。分别利用文献中不同的数据预处理输入以及本文数据分箱-箱号平滑预处理方法输入到不同的流型辨识分类器,结果表明:经过本文数据预处理之后,不同分类器均取得良好的分类效果,验证了数据分箱-箱号平滑数据预处理的有效性,其中等频分箱-箱号平滑预处理方法效果最好准确率达到了99%,等宽分箱-箱号平滑预处理方法次之准确率达到了98%。本文研究为ECT流型辨识提供了新途径。