环状流ERT图像重建算法研究.doc

摘要:电阻层析成像（Electrical Resistance Tomography，简称ERT）技术是近年来发展起来的一种高新检测技术，是国内外竞相研究的热点之一。它适用于两相流中以导电性介质为连续相的工业过程，具有非侵入、结构简单、成本低、响应速度快、安全性能好、适用范围广等优点。

环状流模型是两相流系统中的一种典型流型，环内与环外是两种不同的介质，它是一个复杂的线性动态系统，广泛存在于自然界、工业生产、科学研究等各个方面。本论文针对的就是这种特殊流型，在先验知识或快速成像算法重建图像的基础上，利用遗传算法完成图像重建，并研究讨论影响算法重建精度的各种因素。同时，运用了相关系数作为重建图像的质量评价指标，使重建图像的优劣有了在数值上的比较。

关键词 电阻层析成像；环状流；遗传算法；图像重建；相关系数

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 环状流的概念与特点-1

1.2 本论文研究的内容及研究的意义-1

1.3 本论文的结构框架-1

2 电阻层析成像技术-3

2.1 电阻层析成像技术的发展-3

2.2 实现ERT技术的系统结构与特点-3

2.3 电阻层析成像技术的工作原理-4

2.4 ERT正问题-4

2.4.1 正问题的提出-5

2.4.2 有限元法求解正问题-6

2.5 ERT逆问题-8

2.5.1 ERT逆问题的非线性和不适定性-8

2.5.2 解决ERT逆问题不适定性的途径-8

2.5.3 图像重建算法求解ERT逆问题-8

3 MATLAB简介-10

3.1 MATLAB的发展历程及影响-10

3.2 MATLAB系统及工具箱-10

3.3 MATLAB语言-10

3.4 MATLAB优点-11

4 遗传算法简介-12

4.1 遗传算法发展背景-12

4.2 遗传算法定义和特点-12

4.3 基本遗传算法的构成要素-13

4.4 遗传算法的流程图-14

4.5 基本遗传算法各个算子的选取-15

5 仿真结果与分析-17

5.1 遗传算法程序测试-17

5.2 有限元仿真模型与实验条件-17

5.3 有限元模型层数对成像结果的影响-18

5.4 遗传算法迭代次数对成像结果的影响-20

5.5 环状流内外环半径对成像结果的影响-22

5.6 介质电阻率之比对成像结果的影响-24

结论-27

致谢-28

参考文献-29

附录-30