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基于电磁流层析成像和电层析成像的两相流双模成像状态估计方法。 (英语) Zbl 1518.35661号

摘要:涉及多相流的工业过程的监测、控制和设计通常需要对来自多个传感器的数据进行分析,这些传感器提供不同数量的流动材料的信息。这种情况的一个例子是监测油水混合物流量的问题:油和水的相分数、它们的速度和体积流量无法从单一传感/成像模式的测量值中恢复。为此,开发了多模态层析成像系统。在多相流中,从不同层析仪器获得的数量通常是相互关联的,例如,相分数的演变取决于其速度,反之亦然。然而,对来自不同层析成像模式的数据的分析通常是分开进行的,而没有考虑到连接感兴趣数量的物理因素。本文提出了一种新的多相流双模层析成像图像重建方法。管理思想是通过贝叶斯状态估计将这两种模式结合起来,也就是说,我们编写模型来近似处理过程中不同数量之间的联系,并使用两种模式的连续测量值来联合估计这些时间演变的数量。作为一个例子,我们考虑由电磁流层析成像(EMFT)和电层析成像(ET)组成的双模系统。虽然EMFT对速度场很敏感,但也取决于流体的相分数,ET测量仅与相分数直接相关。我们通过一组数值模拟研究了EMFT-ET层析成像中状态估计的性能。结果表明,该方法优于传统的静态重建方法,也为多相流成像中的不确定性量化提供了手段。

MSC公司:

35立方厘米 PDE的反问题
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
78A46型 光学和电磁理论中的逆问题(包括逆散射)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 姚明,J。;Takei,M.,IEEE Sens.J.,17,8196-205(2017)·doi:10.1109/JSEN.2017.2682929
[2] Basu,S.,《工厂流量测量和控制手册:流体、固体、浆料和多相流》(2018),纽约:学术出版社,纽约
[3] 伊斯梅尔,I。;贾米奥,J。;Bukhari,S.F A。;Yang,W.,流量测量。仪器。,16, 145-55 (2005) ·doi:10.1016/j.flowmeasinst.2005.02.017
[4] Hansen,L.S。;Pedersen,S。;Durdevic,P.,传感器,19,2184(2019)·doi:10.3390/s19092184
[5] Meng,Y。;Lucas,G.P.,《计量经济学》。科学。技术。,28 (2017) ·doi:10.1088/1361-6501/aa5e83
[6] 马,L。;McCann,D。;亨特,A.,IEEE Sens.J.,17,8271-81(2017)·doi:10.1109/JSEN.2017.2758601
[7] Vauhkonen,M。;哈尼宁,A。;Jauhiainen,J。;O.Lehtikangas,Meas。科学。技术。,30 (2019) ·doi:10.1088/1361-6501/ab1ef7
[8] Lehtikangas,O。;Karhunen,K。;Vauhkonen,M.,Phil.翻译。R.Soc.A,374(2016)·Zbl 1353.94011号 ·doi:10.1098/rsta.2015.0334
[9] Vauhkonen,M。;Lehtikangas,O.,使用不同磁场激励重建电磁流层析成像中的速度场,A-7:1-8(2016)
[10] 阿里夫,M.Z。;Lehtikangas,O。;Seppänen,A。;科莱赫梅宁,V。;Vauhkonen,M.,IEEE传输。仪器。测量。,70, 1-17 (2021) ·doi:10.1109/TIM.2021.3117365
[11] Seppänen,A。;Vauhkonen,M。;Vauhkonen,P。;萨默萨洛,E。;Kaipio,J.,《反问题》,17467(2001)·兹比尔0986.35134 ·doi:10.1088/0266-5611/17/3/307
[12] Seppänen,A。;海基宁,L。;萨沃莱恩,T。;Voutilainen,A。;萨默萨洛,E。;Kaipio,J.P.,化学。《工程师杂志》,127,23-30(2007)·doi:10.1016/j.cej.2006.09.025
[13] Seppänen,A。;Vauhkonen,M。;Vauhkonen,P。;Voutilainen,A。;Kaipio,J.,Int.J.数字。方法工程,73,1651-70(2008)·Zbl 1159.76039号 ·doi:10.1002/nme.2142
[14] Lehikoinen,A。;M.J.Huttunen。;芬斯特尔,S。;科瓦尔斯基,M.B。;Kaipio,J.P.,模型不确定性下电阻层析成像水文过程监测动态反演,水资源。决议,46,1-14(2010)·doi:10.1029/2009WR008470
[15] Lipponen,A。;Seppänen,A。;凯皮奥,J.,Meas。科学。技术。,22 (2011) ·doi:10.1088/0957-0233/22/10/104013
[16] Seppänen,A。;Vauhkonen,M。;Vauhkonen,P.J。;萨默萨洛,E。;Kaipio,J.P.,J.Electron。成像,10630-40(2001)·数字对象标识代码:10.1117/1.1379976
[17] Lipponen,A。;Seppänen,A。;Hämäläinen,J。;Kaipio,J.P.,逆向问题成像,4463(2010)·Zbl 1410.35067号 ·doi:10.3934/ipi.204.463
[18] Seppänen,A。;Voutilainen,A。;Kaipio,J.,《反问题》,25(2009)·Zbl 1173.35738号 ·doi:10.1088/0266-5611/25/8/085009
[19] Lipponen,A。;Seppänen,A。;Kaipio,J.,《反问题》,26(2010)·Zbl 1197.35326号 ·doi:10.1088/0266-5611/26/7/074010
[20] Lehtikangas,O。;Vauhkonen,M.,《计量经济学》。科学。技术。,28 (2017) ·doi:10.1088/1361-6501/aa61f0
[21] Vauhkonen,M。;哈尼宁,A。;O.Lehtikangas,Meas。科学。技术。,29 (2017) ·doi:10.1088/1361-6501/aa91dd
[22] Voss,A2020使用电容层析成像技术对水泥基材料中的水分流动进行成像博士论文芬兰库皮奥东方大学
[23] Rimpiläinen,V。;海基宁,L.M。;Kuosmanen,M。;Lehikoinen,A。;Voutilainen,A。;Vauhkonen,M。;Ketolainen,J.,科学评论。仪器。,80 (2009) ·数字对象标识代码:10.1063/1.3244087
[24] Fernández-Corazza,M。;Turovets,S。;卢,P。;价格,N。;穆拉夫奇克,C.H。;塔克,D.,IEEE Trans。生物识别。工程师,65,1785-97(2017)·doi:10.1109/TBME.2017.2777143
[25] Dyakowski,T。;Jeanmeure,L.F.C。;Jaworski,A.J.,粉末技术。,112, 174-92 (2000) ·doi:10.1016/S0032-5910(00)00292-8
[26] York,T.A.,J.Electron。成像,10608-19(2001)·doi:10.117/1.1377308
[27] Kim,B.S。;坎巴帕蒂,A.K。;Jang,Y.J。;Kim,K.Y。;Kim,S.和Nucl。工程设计。,278, 134-40 (2014) ·doi:10.1016/j.nucingdes.2014.07.023
[28] 麦克斯韦,J.C.,《电磁学论著》,第1卷(1873年),牛津:克拉伦登,牛津
[29] Heikkinen,L2005电气过程层析的统计估计方法博士论文芬兰库皮奥库皮奥大学
[30] Sun,B。;Lu,Y。;刘,Q。;方,H。;张,C。;Zhang,J.,Water,122281(2020年)·doi:10.3390/w12082281
[31] Ozon,M。;Seppänen,A。;凯皮奥,J.P。;Lehtinen,K.E J.,《地质学》。模型开发,14,3715-39(2021)·doi:10.5194/gmd-14-3715-2021
[32] Särkkä,S.,《贝叶斯滤波与平滑》,第3卷(2013),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1274.62021号
[33] 凯皮奥,J。;Somersalo,E.,《统计与计算反问题》,第160卷(2006),纽约:Springer科学与商业媒体,纽约·Zbl 0927.35134号
[34] 刘博士。;Smyl,D。;杜,J.,IEEE Trans。仪器。测量。,69, 1894-907 (2019) ·doi:10.1109/TIM.2019.2921441
[35] COMSOL2018CFD模块用户指南COMSOL Multiphysics™(v.5.4)StockholmCOMSOL AB
[36] 王,M。;Dickin,F。;Williams,R.A.,电子。莱特。,30, 771-3 (1994) ·doi:10.1049/el:19940540
[37] 沃斯,A。;Pour-Ghaz,M。;Vauhkonen,M。;Seppänen,A.,水泥。混凝土。成分。,112 (2020) ·doi:10.1016/j.cemconcomp.2020.103639
[38] Seppänen,A2005过程层析中的状态估计博士论文芬兰库奥皮奥大学
[39] 阀盖,S。;柯尼希,A。;Roux,S。;Hugonnard,P。;吉勒莫德,R。;Grangeat,P.,程序。IEEE,91,1574-87(2003)·doi:10.1109/JPROC.2003.817868
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