[发明专利]小波基函数用于炉膛断面流场声波法测量重建的方法

说明书

本发明提供一种小波基函数用于炉膛断面流场声波法测量重建的方法，在炉膛稳定段或感兴趣的区段选取一横断面，在其周围壁面设置若干个声波传感器，若干个声波传感器间形成多条有效声波路径，其中每对声波传感器间只计为一条有效声波路径；分别测量每条有效声波路径上相反两方向的声波传播时间，利用其重建待测炉膛断面的流速分布u(x,y)；重建算法采用二维空间墨西哥帽小波函数ψ(x,y)作为重建待测炉膛断面速度场螺旋分量势的基函数，结合边界条件的应用重建待测炉膛断面的速度场。该声波法测量炉膛内速度场的算法在确保重建准确性的前提下大大提高了声波法测量对任意型式内流场适用性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种内流场测量方法，具体的说，涉及了一种小波基函数用 于炉膛断面流场声波法测量重建的方法。

背景技术

炉内燃烧环境极端复杂，炉膛燃烧流场的测量，至今没有有效的手段， 传统上仅在新锅炉投运前或锅炉大修后进行相应冷态空气动力场试验，锅炉 在投运后燃烧流场和冷态时流场有所差异，且会随供风条件变化而变化，传 统测量方法缺陷明显，不仅可靠性不高，信息量不足，而且耗费大量人力物 力。

目前，采用声波法测量炉内燃烧介质流场重建算法中，流场矢量势的基 函数采用经验参数的二维高斯函数，只有位置的移动而没有形状(尺度)的 变化，会使重建失真，测量的精确度不足。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种小波基函数用于炉 膛断面流场声波法测量重建的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种小波基函数用于炉膛断面流场声波法测量重建的方法，在炉膛稳定 段或感兴趣的区段选取一横断面，在其周围壁面设置若干个声波传感器，若 干个声波传感器间形成了多条有效声波路径，其中每对声波传感器间只计为 一条有效声波路径；

分别测量每条有效声波路径上相反两方向的声波传播时间，将其代入 下式重建待测炉膛断面的流速分布u(x,y)；

其中，L_i为第i条有效声波路径，Δτ_i为第i条有效声波路径上两 个相反方向传播时间τ_i和τ_i^-的声波传播时间，N为有效声波路径条数，c为 测量介质物性条件下声波传播速度，为声路径方向矢量，为重建流速的中间变量；

采用二维空间小波函数作为重建待测炉膛断面速度场螺旋分量势的基函 数，重建待测炉膛断面的速度场；

基于上述，所述二维空间小波函数为二维空间墨西哥帽小波函数ψ(x,y)；

其中σ代表小波尺度因子。

基于上述，采用基函数序列展开法进行速度场重建，通过重建基函数序 列的系数组可得到待测速度场螺旋分量部分，基于此由封闭边界所符合的 Neumann边界条件计算得到速度场发散分量，两者相加即得到连续的待测炉 膛断面的速度场。

基于上述，基于待测炉膛断面的尺寸确定一组小波尺度因子，并采用遍 历计算的方式求解最优的小波尺度因子，进一步重建出待测炉膛断面的速度 场，小波尺度因子σ范围为：0.1a～0.4a，每隔0.01a～0.05a取一个值，其中， a为待测炉膛断面长边的一半。

基于上述，遍历计算的方式求解最优的小波尺度因子包括步骤：

基于声波测量得到待测炉膛断面速度场重建矩阵的基本正则化因子λ，