Algorithms for computer modeling of the «flow tube – liquid» system of a Coriolis flow meter and processing its results
Authors: Гудкова Е.А. , Таранцева К.Р. 
Published: August 2024

Математическое моделирование системы «расходомерная трубка – жидкость» представляет собой актуальное направление в инженерной и научной практике, поскольку позволяет оптимизировать конструкцию расходомерных трубок, оценить влияние различных факторов, таких как давление, температура, вязкость и состав жидкости на работу системы без необходимости проведения сложных и дорогостоящих натурных экспериментов. В связи с этим данная статья направлена на разработку алгоритмов для реализации математической модели системы «расходомерная трубка – жидкость» кориолисова расходомера. В работе синтезирован алгоритм разработки численной модели в пакете мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics, позволивший повысить достоверность моделирования, снизить трудоемкость создания и отладки за счет использования модульного принципа. Разработан вычислительный алгоритм и выполнено математическое описание расчета средней временной задержки сигналов датчиков кориолисова расходомера. Алгоритм использует метод линейной интерполяции на основе известных точек массивов данных, полученных в результате вычислительного эксперимента. Предложен алгоритм работы программы на языке Python с использованием Comsol API, автоматизирующий обработку массивов данных и расчет средних временной и фазовой задержек. Алгоритмы реализованы с использованием языка UML в программном продукте Enterprise Architect. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области численного моделирования и оптимизации параметров кориолисова расходомера.
Mathematical modeling of the «flow tube – liquid» system represents a current direction in engineering and scientific practice, since it allows optimizing the design of flow tubes, assessing the influence of various factors, such as pressure, temperature, viscosity and liquid composition on the operation of the system without the need for complex and expensive full-scale experiments. In this regard, this article is aimed at developing algorithms for implementing a mathematical model of the «flow tube – liquid» system of a Coriolis flow meter. The work synthesized an algorithm for developing a numerical model in the multiphysics modeling package COMSOL Multiphysics, which made it possible to increase the reliability of the simulation and reduce the complexity of creation and debugging through the use of the modular principle. A computational algorithm has been developed and a mathematical description of the calculation of the average time delay of signals from Coriolis flow meter sensors has been performed. The algorithm uses a linear interpolation method based on known data points obtained as a result of a computational experiment. An algorithm for running a program in Python using the Comsol API is proposed, which automates the processing of data arrays and the calculation of average time and phase delays. The algorithms are implemented using the UML language in the Enterprise Architect software product. The materials of the article are of practical value for specialists in the field of numerical modeling and optimization of Coriolis flow meter parameters.