Ultraschall-Durchflussmesser mit generischer Time-of-Flight-Konfiguration
Application ID: 34991
Die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Fluids zu kennen, ist in allen Fällen wichtig, in denen das Fluid zum Transport von Material oder Energie verwendet wird. Bei der Time-of-Flight-Methode zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit wird ein Ultraschallsignal quer durch die Hauptströmung in einem Rohr gesendet, um die Geschwindigkeit nichtinvasiv zu bestimmen. Durch die Übertragung des Signals in einem Winkel zur Hauptströmung bewegt sich das Ultraschallsignal schneller als die Schallgeschwindigkeit, wenn es sich in Richtung der Hauptströmung bewegt, und langsamer als die Schallgeschwindigkeit, wenn es sich gegen sie bewegt. Die Differenz der Bewegungszeiten in den beiden Richtungen steigt linear mit der Geschwindigkeit des Hauptstroms. Diese Art von Durchflussmessern wird vor allem in der Industrie häufig eingesetzt.
In diesem Tutorial-Modell lernen Sie, wie Sie ein generisches Ultraschall-Durchflussmessgerät mit der Software COMSOL Multiphysics® simulieren können. Das Modell löst das instationäre Problem eines Signals, das die Strömung stromabwärts durchläuft. Zunächst verwenden wir das CFD Module, um die stationäre Hintergrundströmung im Durchflussmesser zu berechnen. Das sich stromaufwärts bewegende Signal wird vorberechnet und als Daten importiert. Die Differenz der Ankunftszeiten wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Hauptstroms zu schätzen. Als nächstes verwenden wir das Physik-Interface Convected Wave Equation, Time Explicit, das Sie unter dem Knoten Ultrasound im Acoustics Module finden. Dieses Interface ist auf transiente Hochfrequenzsituationen zugeschnitten und basiert auf der diskontinuierlichen Galerkin-Methode (DG-FEM).
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.