【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多相流识别检测，尤其涉及一种确定多相流相间分离发生位置的拉格朗日拟序结构判定方法。
技术介绍
1、随着工业和技术的不断进步与发展，生产过程中对多相流等复杂流体的输运变得越来越常见，多相混输系统广泛应用于石油冶金、机械化工、能源环境、食品农业、航空航天等诸多领域。而多相流中不同相态流体的存在和相态间的相互作用增加了流场的复杂性，特别是输送多相流的过程中，各相之间的分离不可避免，相间分离对流场的稳定性造成一系列的影响，降低多相混输系统的运行性能甚至影响生产安全。
2、在多相流技术的研究中，确定多相流相间分离运动发生的位置以及对多相流流型变化的预测与识别，是工程界急需探究和解决的问题之一。传统的研究方法为通过观察多相流流场的离散相聚集情况来判断流型的变化，由于该方法只能依靠流场中的相含率，对多相流相间分离运动没有一个可以观测与量化的统一标准，致使无法准确预测与分析多相混输系统中流型转换的机理，从而制约进一步对多相混输系统结构与性能的优化。因此迫切需要一种可以完全利用流场的计算数据来判定分析多相混输系统内相间分离运动的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能够基于多相流流场确定多相混输系统相间分离发生位置的拉格朗日拟序结构判定方法，解决现有技术中存在的上述问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，包括以下步骤：
4、s1、基于欧拉
5、s2、建立拉格朗日拟序结构模型；
6、s3、建立多相流场中发生相间分离的相对运动变化的计算模型；
7、s4、建立气液两相相对运动的拉格朗日拟序结构计算模型；
8、s5、利用多相流速度场构建相间分离的相对运动拉格朗日拟序结构，根据所述相间分离的相对运动拉格朗日拟序结构可以清晰地识别出多相流发生相间分离运动的具体运动信息，实现对多相流流场相间分离运动的观测与标准化。
9、进一步的，所述步骤s2中，所述拉格朗日拟序结构用有限时间李雅普诺夫指数场ftle表示：
10、
11、其中，ρ被称为谱范数，表示变形前后长度比的一个标尺；λi为cauchy-green张量的特征值；△t为对流场计算的积分时间。
12、进一步的，所述步骤s3中，采用欧拉推进法，建立多相流场中发生相间分离的相对运动变化cauchy-green张量最大特征值的计算模型：
13、λ1＝λ2＝0
14、
15、其中，λi为相间相对运动变化cauchy-green张量的特征值；λ3为相间对运动变化cauchy-green张量的最大特征值；u，v，w为笛卡尔坐标系下各相速度的分量；下标l表示连续相，g表示离散相。
16、再进一步的，所述步骤s4中，所述气液两相相对运动的拉格朗日拟序结构计算模型用ftle场表示为：
17、
18、其中，u，v，w为笛卡尔坐标系下的速度分量，下标l表示连续相，g表示离散相。
19、进一步的，所述步骤s5中，利用多相流速度场构建表示相间分离的相对运动ftle场，ftle场中凸显出的“脊”的结构即为所述相间分离的相对运动拉格朗日拟序结构。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
21、本专利技术的多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法在判定多相混输系统发生相间分离的位置信息与演化过程的领域，首次提出了利用基于有限时间李雅普诺夫指数构建相间分离的相对运动拉格朗日拟序结构来判定多相混输系统相间分离发生位置的方法，可实现对多相流流场相间分离运动的观测与标准化，可准确地预测与分析多相混输系统中流型转换的变化过程与变化机理，可根据分离特性对多相混输系统结构与性能进行优化，提高多相混输系统的运行稳定性与工作性能。
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1.一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述拉格朗日拟序结构用有限时间李雅普诺夫指数场FTLE表示：
3.根据权利要求2所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用欧拉推进法，建立多相流场中发生相间分离的相对运动变化Cauchy-Green张量最大特征值的计算模型：
4.根据权利要求3所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述气液两相相对运动的拉格朗日拟序结构计算模型用FTLE场表示为：
5.根据权利要求4所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤S5中，利用多相流速度场构建表示相间分离的相对运动FTLE场，FTLE场中凸显出的“脊”的结构即为所述相间分离的相对运动拉格朗日拟序结构。
【技术特征摘要】
1.一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述拉格朗日拟序结构用有限时间李雅普诺夫指数场ftle表示：
3.根据权利要求2所述的一种多相流相态分离位置的拉格朗日拟序结构判定方法，其特征在于，所述步骤s3中，采用欧拉推进法，建立多相流场中发生相间分离的相对运动变化cauchy-green张...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晨昊，吴希桐，罗兴锜，冯建军，朱国俊，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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