9997

مطالعه عددي پارامتر هاي موثر بر عملكرد دبي سنج التراسونيك آب

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1404

مهدي مقيمي

1404/08/13

مكانيك

Numerical study of techniques affecting the performance of ultrasonic water flowmeters

در اين پژوهش، عملكرد دبي‌سنج‌هاي التراسونيك به روش زمان گذر، با تمركز بر دو پيكربندي كليدي، Inline و Clamp-on (گيره‌اي)، با استفاده از نرم‌افزار المان محدود COMSOL Multiphysics به صورت جامع مورد شبيه‌سازي و تحليل قرار گرفته است. هدف اصلي، بررسي دقيق مباني فيزيكي، فرمول‌هاي حاكم و پارامترهاي مؤثر بر عملكرد اين سيستم‌ها در محيط‌هاي مختلف سيال به جهت بررسي و طي كردن مراحل اوليه بومي سازي اين نوع فلومتر است. در پيكربندي Inline، از يك مدل از پيش‌ساخته‌شده براي تحليل انتشار امواج و تعيين نرخ جريان استفاده شده است و پيكربندي پيچيده‌تر Clamp-on، از مراحل اوليه تا انتها شبيه سازي شده است. علاوه بر اين، نتايج شبيه‌سازي با داده‌هاي تجربي موجود در مقالات پژوهشي مرتبط مورد اعتبارسنجي قرار گرفته‌اند، كه دقت و صحت بالاي مدل‌هاي عددي را تأييد مي‌كند. همچنين، اجراي الگوريتم همبستگي متقابل (Cross-Correlation) روي سيگنال‌هاي شبيه‌سازي‌شده، بهبودي چشمگير در دقت اندازه‌گيري اختلاف زمان پرواز (Time-of-Flight Difference) را نشان مي‌دهد. نتايج حاصل از اين مطالعه، راهنمايي جامع براي طراحي و بهينه‌سازي دبي‌سنج‌هاي التراسونيك فراهم كرده و زمينه‌هاي جديدي را براي تحقيقات آتي در زمينه مدل‌سازي اثرات جريان‌هاي غيريكنواخت و توربولنت بر عملكرد اين ابزارها پيشنهاد مي‌دهد.