两相流广泛存在于化工、冶金、能源等各个工业领域。两相流的广泛存在促使两相流领域的研究工作得到了迅速的发展,同时也成为国内外学者极大关注的前沿课题。两相流的流动特性比较复杂,这导致两相流参数检测的难度也比较大。目前,两相流参数检测技术已经成为两相流研究的制约性因素。 空隙率和流量是两相流的重要参数。本文对油气两相流空隙率和流量测量方法进行了研究,主要工作和创新点如下: 1.对基本遗传算法进行了改进,提高了遗传算法的运行效率。基于非线性尺度变换方法和最优保存策略,提出了改进的遗传算法。适应度函数的非线性尺度变换使算法不易陷入局部最优,最优保存策略加快了算法的收敛速度。改进的遗传算法收敛速度较快,且不易陷入局部最优。函数优化检验结果和油气两相流空隙率的测量结果都表明,该遗传算法的改进是成功的,与基本遗传算法相比,改进的遗传算法不易陷入局部最优,算法精度提高了15%,收敛时间减少了25%。 2.将遗传算法引入到油气两相流空隙率的测量中。基于遗传算法、偏最小二乘法和电容层析成像技术,提出了一种油气两相流空隙率测量新方法。该方法首先辨识油气两相流流型,然后,选择与流型对应的空隙率测量模型测量空隙率。其中,流型辨识结果可以通过两种方法获得,一种是基于差压波动信号结合信号分析方法获得流型辨识结果,另一种是基于两相流的管截面图像结合简单快速的反投影算法获得。空隙率测量模型是电容测量值的线性组合,并在测量前离线建立。空隙率测量模型的建立过程分为如下两步:首先,应用遗传算法提取12电极阵列式电容传感器电容测量系统提供的对空隙率测量有贡献的