氣液兩相流廣泛存在于核反應(yīng)堆的各個子系統(tǒng)中。相比于單相流，氣液兩相流的流動與傳熱行為更為復(fù)雜。其參數(shù)精確測量對于反應(yīng)堆設(shè)計、日常運行監(jiān)控和事故處置有著重要意義。電導(dǎo)探針是一種基于氣液兩相電導(dǎo)率存在顯著差異而開發(fā)的兩相流參數(shù)測量方法，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，能夠適應(yīng)空泡份額、氣泡速度、界面面積濃度等不同兩相流參數(shù)測量需求。現(xiàn)有的電導(dǎo)探針信號處理方法忽略氣泡僅穿過部分探頭、氣泡穿過前后探頭時間倒置等情況的信號，信號數(shù)據(jù)利用的低效阻礙精確高效的瞬態(tài)測量，需要大量的采樣和氣泡計數(shù)來控制誤差。本項目開發(fā)了一套基于機器學(xué)習(xí)方法的高精度低泄漏電導(dǎo)探針及其信號處理技術(shù)，開發(fā)了高精度低泄漏電導(dǎo)探針及其信號處理算法，并建立電導(dǎo)探針和氣泡可視化實驗裝置，對算法進行改進和驗證。

開發(fā)機器學(xué)習(xí)方法驅(qū)動的電導(dǎo)探針信號處理方法將電導(dǎo)探針的信號轉(zhuǎn)換為泡狀流兩相參數(shù)時均值。為滿足訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)需求，建立了電導(dǎo)探針-氣泡相互作用的物理模型，通過給定氣泡速度，位置的初始條件，模擬給定氣泡在電導(dǎo)探針測量中產(chǎn)生的信號，生成數(shù)據(jù)集。使用測試數(shù)據(jù)集評估機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的電導(dǎo)探針信號處理方法，可計算界面面積濃度、索特平均直徑及氣泡平均速度。制作電導(dǎo)探針，搭建單相氣泡可視化實驗平臺和池式沸騰試驗臺架，并使用高速攝像機對電導(dǎo)探針進行標定，記錄實驗數(shù)據(jù)對機器學(xué)習(xí)方法進行方案驗證。

本項目已完成了物理模型建立，模擬程序開發(fā)，數(shù)據(jù)集制作以及機器學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練，并完成了電導(dǎo)探針制作及氣液沸騰界面電導(dǎo)探針測量系統(tǒng)的搭建及測試工作。在模擬數(shù)據(jù)中對機器學(xué)習(xí)方法和傳統(tǒng)方法進行比較，結(jié)果表明，機器學(xué)習(xí)在減少采樣要求和提高誤差的收斂速度方面具有較為顯著的優(yōu)勢。