[发明专利]一种多尺度油气水多相流动力学特性分析方法

摘要

一种多尺度油气水多相流动力学特性分析方法，通过电导波动信号采集系统采集油气水多相流电导波动信号，对采集到的电导波动信号进行EEMD分解，对各级IMF的求归一化能量和相关系数，根据归一化能量和相关系数剔除噪声模态，然后选择能量较大的前几个模态进行时频分析，以此研究和分析多尺度油、气、水多相流动力学特性。该方法在EEMD分解过程中有效分离了噪声模态和固有模态，避免了模态混叠现象，提高了Hilbert‑Huang变换多尺度频谱特性的准确性和有效性，有助于更加有效和准确地分析油、气、水多相流不同流型的动力学行为特性，为流型识别和多相流参数测量提供更加有效和准确判别依据。

主权项

1.一种多尺度油气水多相流动力学特性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：首先通过电导波动信号采集系统获取油、气、水多相流电导波动信号x(t)；第一步：首先通过电导波动信号采集系统获取油、气、水多相流电导波动信号x(t)；第二步：对采集到的电导波动信号x(t)进行EEMD分解为多个固有模态函数IMF和一个残差项，表达式如下：其中Cj(t)为第j级IMF，rN(t)为残差项。第三步：计算各级IMF的能量，公式如下：第四步：对各级IMF能量作归一化处理，其归一化能量表示如下：其中为总能量。第五步：计算各级IMF信号C_j(t)与原始信号x(t)的相关系数为表达式如下：其中Cov(x,IMFj)为x(t)与IMFj的互协方差，Var(x)表示原始信号x(t)的方差，Var(IMFj)表示第j级IMF的方差。第六步：进行多尺度时频分析，具体步骤如下：(1)根据公式(3)和(4)计算的归一化能量p_IMFj和相关系数剔除噪声模态分量；(2)按照归一化能量由大到小的次序对各级模态IMF进行排序；(3)选择IMF1‑IMF4进行时频分析，表达式如下：对IMF1‑IMF4作Hilbert变换可得：其中，P为柯西主值。由Cj(t)和Yj(t)构成如下复数：其中，瞬时相位：根据相位和瞬时频率的关系，可IMF1‑IMF4的瞬时频率，即第七步：根据公式(7)得到IMF1‑IMF4的时频特性，由此分析油、气、水多相流不同流型下的动力学行为特性。