基于GMRES的超声过程层析成像算法研究.pdf

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1、第26卷第10期传感技术学报Vo1．26No．1O2013年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．20l3AStudyonGMRESAlgorithmforUltrasoundProcessTomographyLIUJinquan，SUMingxu，TIANChang，CAIXiaoshu(SchoolofPowerandEnergy，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Th

2、epresentchallengeintheultrasonicprocesstomographyongas—solidtwo—phaseflowishardtoobtaintheeffectiveexperimentalsignalsandtheaccuratealgorithmtoreconstructtheobjectimages．Forthisreason，onthetheoryoftheultrasonicattenuation，aniterativereconstructionalgorithmforultrasoni

3、ctomographybasedongeneralizedminimalresidualalgorithm(GMRES)waspresented：firstly，thegeneralizedminimalresidualwasimplementedtoacquiretheinitialconcentrationdistributioninformationofobjects，which，andthenwasimprovedontheresolutionoftheimagebytheaveragefilteringmethod．To

4、verifythefeasibilityofthealgorithmforultrasonicgas-solidtwo—phaseflowtomographysystem，wecompareditwiththecurrentmainstreamreconstructionalgorithmundertheconditionsofthelesseffectiveinformationbysolvingtheunderdeterminedequations．Itisshowedthatthismethodcanpresentahigh

5、reconstructionprecisioninthecasesofboththenumericalsimulationanddynamic．staticexperiments，andreasonablyreflectthegas·solidtwo—phaseflowcrosssectionofsolid—phaseconcentrationdistributioninthepipe．Keywords：ultrasonicmethod；processtomography；GMRESiterativealgorithm；senso

6、r；gas—solidtwo—phaseflowEEACC：7320Qdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．10．015基于GMRES的超声过程层析成像算法研究术刘金全，苏明旭，田昌，蔡小舒(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：当前超声气固两相流层析成像的难点在于难以获得有效的信号和图像重建算法精度不高。鉴于此，作者以超声衰减理论为基础，提出一种基于广义最小残差(GMRES)迭代的超声层析成像重建算法：首先利用广义极小残差迭代算法获取初始物体浓度分布信息，然后采用均值滤波并设定灰度

7、门槛的方法对其进行修正以提高图像精度。为验证该算法的可行性，利用数值仿真在较少有效信息条件下，求解欠定稀疏线性方程，将结果与现有几种图像重建算法比较发现该方法成像精度高，之后进行的超声气固两相流层析成像实验结果表明：采用该算法的成像系统能够反映管道内气固两相流截面固相浓度分布特征。关键词：超声法；层析成像；GMRES迭代算法；传感器；气固两相流中图分类号：TB551文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)10-1395-06在石油化工，电站锅炉，汽轮机等气力输送领传播时间信息；之后通过反演算法进行信息解域，需要快速获

8、取气力输送管道内部两相／多相流并重建图像]。由于超声测量具有无辐射，无动信息，层析成像¨方法往往通过设计传感器阵染，价格便宜，技术成熟等优点，使得该方法得到列并运用数学方法重建内部截面两相／多相流分广泛发展j，近年来，关于超声层析成像在多相流布，并