Modellierung und Optimierung der Strömung in einem Durchflussmessrohr

Der Volumenstrom von Flüssigkeiten durch Rohre kann kontaktlos mittels einer Ultraschall-Laufzeitdifferenzmessung ermittelt werden. In dieser Bachelorarbeit sollte ein bereits bestehendes Design eines Ultraschall-Durchflussmessrohrs strömungsmechanisch optimiert werden. Dazu wurde im ersten Schritt das Messrohr in Ansys CFX simuliert und analysiert. Eine Liste mit geometrischen Optimierungsmöglichkeiten wurde ausgearbeitet und Optimierungsparameter wurden definiert. Zudem wurde ein mathematisches Modell für die Laufzeit von Schallsignalen entlang vordefinierter Pfade durch die strömende Flüssigkeit implementiert. Die Ergebnisse der Simulation wurden mithilfe von Messdaten zum Durchflussmessstand der Huba Control AG validiert. Im zweiten Schritt wurden vier Designvariationen im Rahmen einer Designstudie simuliert, miteinander verglichen und anhand der Optimierungsparameter bewertet. Dabei stellte sich heraus, dass sich eines der Designs deutlich von den anderen abhebt.