超声波流量计整流器的设计方法

摘要

本发明公开了一种超声波流量计整流器的设计方法。本发明首先构建整流器结构尺寸，并建立超声波流量计测量段的进口面与超声波流量计的整流器对应网格节点，然后提取流体区域，进行网格划分，应用计算流体动力学软件进行流场数值模拟，最后分析整理器对超声波流量计的整流效果。本发明节约时间，减少工作量同时提高了测量准确度。

主权项

超声波流量计整流器的设计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、构建整流器结构尺寸，具体是：根据流体动力学和工程经验，初步设计出整流器的结构和尺寸，并且整流器是以其边界上的有限数量的离散点具体描述，超声波流量计的其它部分以实体的形式设计；步骤2、建立超声波流量计测量段的进口面与超声波流量计的整流器对应网格节点，具体是：应用虚拟区域法中的浸入边界法，在超声波流量计的内流场模拟中，在测量段的进口面的边界上布置与整流器边界上等量的监测点，并且确立它们一一对应关系；步骤3、提取流体区域，进行网格划分，具体是：根据虚拟区域法原理，提取除整流器外的超声波流量计中的流体区域，为了数值模拟结果更精确以及有效地减少网格总数，根据超声波流量计的结构将流体区域划分为不同小区域，对其分别进行网格划分，并且网格大小分别选取不同值进行数值模拟，并且验证网格无关性；步骤4、应用计算流体动力学软件进行流场数值模拟，具体是：超声波流量计的内流场采用有限体积法进行求解，并且采用SIMPLEC算法；整流器对流场的影响是通过虚拟区域方法的浸入边界的处理方法，从而能够处理复杂的整流器结构，得出数值仿真结果；步骤5，分析整理器对超声波流量计的整流效果，具体是：根据上述数值仿真结果，得出整流器对超声波流量计的整流效果：根据超声波流量计测量段进口截面上的速度分布均匀情况判定，如果进口截面上的速度均一，则认为该整流器对超声波流量计的整流效果比较好；如果进口截面上的速度不均一，则整流器效果不好，整流器结构进行调整；具体调整方法如下：求得超声波流量计测量段对射线上线速度平均值，并且得到各点与平均值的差值的百分比，进而根据监测点的一一对应关系，整流器边界点坐标也进行相应比例的调整，从而更新整流器的形状和尺寸，然后再通过CFD仿真评判效果；重复本步骤，直到整流器的效果达到要求为止。