水平管内气液两相泡状流的多尺度分形分析

为了探讨气液两相流泡状流的非线性、非均匀性和混沌特性机制，利用高速数据采集系统对水平管内气液两相流的压差波动信号进行测量。结合小波模极大值理论，对采集的压差波动信号用db2小波在1~9尺度下进行分解，再分别对分解的信号进行Hurst分析。通过对压差波动信号不同尺度下的细节信号和概貌信号研究，发现在不同尺度下表现出不同的分形结构，1、2尺度的细节信号只有一个明显的Hurst指数，且小于0.5，反映了微尺度的气泡与气泡之间的相互作用；3~7尺度的细节信号具有2个Hurst指数，分别小于0.5和大于0.5，表现为多分形特征，反映了介尺度的液体和气泡之间的相互作用；8、9尺度的细节信号也只有一个Hurst指数，且大于0.5，主要体现了宏尺度的整个气液两相系统与管壁之间的相互作用。各尺度的能量分布表明，压差波动信号主要体现了微尺度的气泡与气泡之间的相互作用。