农业机械学报

作者：张蒙，耿介，程浩，杜广生

单位：山东大学,山东大学,山东大学,山东大学,

关键词：超声波流量计;DES;频谱分析;降湍栅条

基金：山东省自然科学基金项目（ZR2014ZZM015）

在湍流条件下管内几何参数变化会引发非定常脉动,其中大尺度脉动会影响超声波流量计的测量。本文采用数值模拟计算和实验的方法对超声波流量计内非定常脉动流动进行研究。为了限制声波反射路径附近的湍流脉动，设计了一种降湍栅条。采用分离涡（Detached eddy simulation，DES）模型进行数值计算，并通过激光多普勒测速（Laser Doppler velocimetry，LDV）进行实验验证。基于模拟和实验数据,对引入降湍栅条的优化设计和无优化U型基表设计进行了对比。结果表明，从平均流场角度,引入直径1mm降湍栅条对流场整体结构影响不大；从漩涡强度角度,降湍优化设计具有平顺水流的作用,抑制了反射路径附近的漩涡强度,在L＝10~50mm区域,比无优化设计的漩涡强度显著下降；从脉动尺度角度，降湍栅条抑制了湍流向大尺度的自由发展，在反射路径后半段，湍流尺度约降低50%。

来源：2021年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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