基于CFD仿真的涡轮流量计动态特性

作     者：郭素娜 宋巍 相诺林 刘旭 王帆 赵治月 GUO Suna;SONG Wei;XIANG Nuolin;LIU Xu;WANG Fan;ZHAO Zhiyue

作者机构：河北大学质量技术监督学院保定071032 河北大学计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心保定071032 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2023年第49卷第8期

页      面：1904-1911页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(62173122) 河北省创新能力提升计划-京津冀协同创新共同体建设专项(20540301D) 河北省自然科学基金重点项目(F2021201031)。 

主　　题：涡轮流量计 动态特性 计算流体力学 传递函数 数学模型 

摘      要：航空航天领域对于流量计量的要求愈发严格,研究流量计的动态特性对于提高其在各类环境下的测量性能和在线测量性能具有重要意义。以涡轮流量计为例,通过数值仿真研究了其动态性能。在涡轮流量计入口处分别施加脉冲和阶跃2种干扰信号,通过数据处理,得到系统的幅频特性、相频特性、传递函数和阶跃响应曲线。结果表明:涡轮流量计可以作为一阶系统进行分析,脉动流的频率是影响涡轮流量计性能的主要因素;与5 Hz工况相比,50 Hz工况下幅值比降低了60%;相位差随频率的增加而增大,最大相位差近40°;阶跃响应的速度和阶跃流的大小与阶跃幅值有关,负阶跃产生的时间常数大于正阶跃产生的时间常数。