浮子流量计三维湍流流场的数值研究

依据湍流模式理论以及计算流体力学(CFD)，实现了对浮子流量计三维湍流流场的数值研究，提出利用“浮子受力平衡度误差分析法”控制计算精度，通过对流量计速度场、压力场的数值研究，获得浮子受力及流量计的流量值，通过数值模拟与物理实验的对比，得出模拟计算的流量最大满度误差为3．4％，平均满度误差为1．77％，而经典设计流量最大满度误差为23．7％，平均满度误差为8．9％。     

测量低黏度流体介质金属管浮子流量计的仿真研究

为深入研究金属管浮子流量计的工作机理,采用计算流体力学和流体力学中湍流模式理论,对金属管流量计流场进行了数值仿真研究,获得了低黏度流体介质中浮子受力及浮子在受力平衡下的流量．数值模拟与物理实验标定数据的对比表明,模拟计算的流量最大满度误差为5．469 5％,平均满度误差为2．473 1％,说明数值仿真模型能满足金属管浮子流量计设计的需要．     

水平式金属管浮子流量计的仿真与实验

利用基于计算流体力学的流量传感器设计方法实现了对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真研究．流场仿真所需的模型采用GAMBIT软件建立，通过FLUNT软件进行仿真，仿真过程中利用受力平衡来控制计算精度．数值仿真结果和物理实验结果比较，浮子受力平衡误差绝对值为2．01％时，流量误差绝对值为0．70％，证实了仿真结果的准确性．同时，利用流场仿真信息对流量传感器结构做了进一步的优化，解决了水平式金属管浮子流量计在大流量下的浮子振动问题．     

基于CFD的双锥形孔板浮子流量计的优化

孔板浮子流量计因其结构简单、加工方便,近年被广泛应用,但与锥管浮子流量计相比,线性度较差、压力损失较大,尤其是大口径孔板浮子流量计,这些问题尤为明显．文中提出了一种双锥形孔板浮子流量计结构,利用计算流体动力学方法确定了双锥形结构的优化参数,根据优化结果加工样机进行实流实验,得到了可参比的实验数据．实验结果表明,与常见的单锥形结构相比,DN100双锥形孔板浮子流量计的线性度提高了约50％,压力损失减小了8％左右,明显改善了孔板浮子流量计的性能,也验证了仿真结果的正确性．     

提高弯头下游均速管流量传感器测量精度的研究

当均速管流量传感器安装在弯头下游时,由于流体流动为非充分发展湍流,会增大其流量测量的误差.为提高流量测量精度,提出了在90°弯头下游安装流动调整器改善速度分布对称性,减小测量误差的方法.采用计算流体力学(CFD)仿真分析与实流实验相结合的方法,基于NEL流动调整器,设计出了改进型的流动调整器结构.经仿真和实验验证,安装改进的流动调整器后,均速管流量传感器的线性度误差减小到了0.176%.流动机理分析发现,上游流体速度剖面对称性是影响传感器误差的关键因素.数据表明,CFD仿真预测线性度误差的偏差小于0.056%.     

V锥差压流量计三维数值模拟与改进分析

应用计算流体力学方法对V锥差压流量计进行了数值模拟,分析了流量计内部的水利特性,并将数值模拟数据与试验数据进行了比较.数值模拟结果表明,V锥差压流量计的法兰对局部流场的影响较大,给试验测量带来较大误差.通过优化法兰的形状,可以改善法兰周围的扰动、提高测量点之间的压力差和提高测量精度.     

基于响应面法和正交试验的涡轮流量计优化设计

为降低流体黏度对涡轮流量计测量精度的影响,将涡轮流量计仪表系数线性度误差最小值作为目标函数,在运用计算流体力学（CFD）仿真的基础上,先通过Plackett-Burman设计筛选结构参数,并根据几何结构对目标函数的影响将其划分为两个等级,即显著影响因素和次显著影响因素;再通过Box-Behnken设计及响应面法对显著影响因素进行优化设计,分析结构参数间的交互作用,得到参数的最优设计点;最后在响应面分析基础上通过正交试验对次显著影响因素进行优化设计,得到最优参数组合。对最优参数组合的涡轮流量计进行试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,仪表系数线性度误差由1.71%下降至1.59%,表明优化后的涡轮流量计测量精度得到了显著提高,基于响应面法和正交试验的优化方法可以用于涡轮流量计的结构设计。     

L悬臂型内锥流量计可膨胀系数仿真与实验研究

为获得内锥流量计高准确度的可膨胀系数数学模型,实验样机等效直径比分别设计为0．45、0．55、0．65、0．75和0．85,利用计算流体动力学（CFD）方法对悬臂型内锥流量计进行了可膨胀系数的仿真实验,获得了可膨胀系数的CFD预测公式模型．同时,利用正压法音速喷嘴气体流量标准装置,进行了可膨胀系数的实流实验,获得了实验拟合的经验公式模型．通过对两类公式模型与实验结果的比较,得出CFD预测模型的相对误差平均值为0．77％,最大值为1．66％,均方根误差平均值为0．92％,最大值为1．97％;实验经验模型的相对误差平均值为0．25％,最大值为0．42％,均方根误差平均值为0．30％,最大值为0．51％．     

基于计算机的金属管浮子流量计检定实验研究

基于水流量标准装置计算机控制系统,研究开发金属管浮子流量计的性能测试与检定实验。硬件采用数字量采集卡7505、脉冲量采集卡7606,对流量标准装置上各种信号进行控制,并实时采集测试、检定数据。通过软件编程,对测试、检定结果进行数据处理、曲线拟合。实验表明,实验者运用所学流体力学、检测技术、误差理论等方面的知识,对金属管浮子流量计进行性能测试、检定、误差计算;并通过实验掌握三次曲线拟合在浮子流量计非线性特性处理上的应用。     

基于CFD的波浪能转换装置水动力性能分析

为了研究点吸式波浪能转换装置的水动力性能和载荷,采用基于黏性流体力学的CFD方法,模拟三维数值波浪水池,计算了波浪能转换装置的浮子在波浪周期为1.6,2.0,2.4s的运动位移和速度,以及浮子在特定波浪参数下的垂向受力,并与实验值进行对比.结果显示计算值与实验值符合良好,验证了此方法的准确性与可行性.在此基础上,进一步计算并分析了不同机械阻尼对装置运动性能的影响,结果表明机械阻尼增大会导致浮子的运动位移和速度减小,为装置的性能优化提供了依据.