两相流系统是一个复杂的非线性动态系统,广泛存在于动力、化工、石油、冶金等领域。研究两相流体动力学,探讨两相流动的机理,准确检测两相流的各种参数,具有非常重要的意义。 本文将高阶统计量技术引入到两相流参数检测领域,提取了差压波动信号中的非高斯特性,并利用双谱估计对气固流化床、气液两相流和油田两相流系统的流型进行了辨识,同时也在自行设计的试验装置和大庆油田测井研究所模拟井装置上进行了试验验证,取得了一些有益的结论: ●基于高阶统计量技术,提出了一种气固流化床压力波动信号分析的新方法。通过对采集到的压力信号进行双谱分析,构造基于双谱幅值的特征值T,提取了不同流型下压力信号的非高斯特性。并结合模糊模式识别理论,建立了流型的模糊判别准则。试验结果表明所提出方法有效地抑制了高斯有色噪声对信号的影响,取得了良好的流型辨识效果。 ●将高阶统计量分析方法应用到气液两相流差压波动信号分析中。利用双谱分析的方法提取了不同流型下信号的非高斯特征,并给出了典型流型下的双谱图。通过构造软测量模型,提出了不同管径下的气水两相流流型的辨识方法。经实验验证,所提出的方法是有效的。 ●开发了一套基于组件技术的两相流检测软件系统,为两相流检测提供了稳定可靠的数据采集平台,并基于这个软件系统,采用泛型算法技术开发了相关的信号处理算法库。 ●针对双谱估计算法计算量大的问题,提出了一种高效的双谱估计并行算法。该算法基于FFT并行算法,通过研究双谱估计算法的特征,找到了适合双谱估计的并行计算模型,并在双处理器并行计算机上进行了实现,试验结果证实了该算法是有效的。