Ultraschall-Durchflussmesser mit piezoelektrischen Wandlern
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Ultraschall-Durchflussmesser bestimmen die Geschwindigkeit eines Fluids, das durch ein Rohr fließt, indem sie ein Ultraschallsignal in einem schrägen Winkel durch die Strömung senden. Wenn keine Strömung vorhanden ist, ist die Übertragungszeit zwischen dem Sender und dem Empfänger für die Signale, die stromaufwärts und stromabwärts gesendet werden, gleich lang. Andernfalls bewegt sich die stromabwärts gerichtete Welle schneller als die stromaufwärts gerichtete Welle, was zur Feststellung der Strömung genutzt werden kann. In vielen Fällen werden piezoelektrische Wandler verwendet, um die Ultraschallwelle zu senden und zu empfangen.
Dieses Tutorial zeigt, wie man einen Ultraschall-Durchflussmesser mit piezoelektrischen Wandlern im vereinfachten No-Flow-Fall simuliert. Das Modell basiert auf der diskontinuierlichen Galerkin-Methode (dG), die sich gut für akustisch große transiente Probleme eignet. Die Physik-Interfaces Elastic Waves, Time Explicit und Pressure Acoustics, Time Explicit modellieren die Wellenausbreitung auf dem Gebiet der Festkörper bzw. des Fluids. Die beiden sind durch das Multiphysik-Feature Pair Acoustic-Structure Boundary, Time Explicit verbunden. Die piezoelektrischen Wandler werden mit der Multiphysik-Kopplung Piezoelectric Effect, Time Explicit modelliert, die die Physik-Interfaces Elastic Waves, Time Explicit und Electrostatics verbindet. Das Modell nutzt die Vorteile einer Geometriebaugruppe und eines nicht konformen Netzes.
Dieses Beispiel veranschaulicht Anwendungen diesen Typs, die mit den folgenden Produkten erstellt wurden:
Allerdings können zusätzliche Produkte erforderlich sein, um es vollständig zu definieren und zu modellieren. Weiterhin kann dieses Beispiel auch mit Komponenten aus den folgenden Produktkombinationen definiert und modelliert werden:
Die Kombination von COMSOL® Produkten, die für die Modellierung Ihrer Anwendung erforderlich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann Randbedingungen, Materialeigenschaften, Physik-Interfaces und Bauteilbibliotheken umfassen. Bestimmte Funktionen können von mehreren Produkten gemeinsam genutzt werden. Um die richtige Produktkombination für Ihre Modellierungsanforderungen zu ermitteln, lesen Sie die Spezifikationstabelle und nutzen Sie eine kostenlose Evaluierungslizenz. Die COMSOL Vertriebs- und Support-Teams stehen Ihnen für alle Fragen zur Verfügung, die Sie diesbezüglich haben.