[发明专利]一种获取气体超声流量计内部声场的方法

摘要

本发明涉及一种获取气体超声流量计内部声场的方法，包括下列步骤：步骤一：通过射线追踪方法获得超声波传播轨迹和传播时间，设管道内充分发展湍流，速度分布具有对称性，速。步骤二：由点声源发出一条射线，得到射线轨迹，获得该射线对任意位置处的声压贡献；步骤三：由点声源发出m条射线，将点(x0,y0)附近所有射线对该点的声压贡献进行加权叠加；步骤四：将点声源叠加为活塞型声源，取点声源个数为b个，每个点声源发出m条射线，故射线总条数为m×b条，则(x0,y0)处的声压。

主权项

1.一种获取气体超声流量计内部声场的方法，包括下列步骤：步骤一：通过射线追踪方法获得超声波传播轨迹和传播时间，设管道内充分发展湍流，速度分布具有对称性，射线追踪方法的模型如下：其中，x方向为流体流动方向，(x(t),y(t))为射线上任一待追踪点坐标，t为从声源到待追踪点的超声波传播时间，α为波矢角度，c为声速，v为待追踪点处的流体流速。步骤二：由点声源发出一条射线，得到射线轨迹，获得该射线对任意位置如(x₀,y₀)处的声压贡献：其中，u为(x₀,y₀)处的声压，n为(x₀,y₀)到射线的垂直距离，点G为垂足，s为点声源沿射线到G处的弧长，t(s)为点声源沿射线到G处的传播时间，s₀为点声源到(x₀,y₀)的直线距离；式(2)中，p(s)＝1,q(s)＝cs+ε，其中参数ε为：考虑到有流场的影响，G处的射线传播速度c′(s)为其中，v(s)为G位置处的流速，为G处流速方向与射线传播方向的夹角；式(2)中，ω为有流场影响的角频率：ω₀为无流场影响时的角频率，波数式(2)中，k₀为无流场时的波数：k_r为有流场时的波数：v(s₀)为(x₀,y₀)处的流速，其中步骤三：由点声源发出m条射线，将点(x₀,y₀)附近所有射线对该点的声压贡献进行加权叠加，则该点处的声压为：n_j为点(x₀,y₀)到第j条射线的垂直距离，G_j为垂足，s_j为点声源沿射线到G_j处的弧长，为G_j处的波矢角度，ω_j为G_j处的角频率，t(s_j)为点声源沿第j条射线到G_j处的传播时间；A(α,ω)为权重，该权重为波矢角度α和角频率ω的函数，在m条射线中，第j条射线的权重为：其中，δα为m条射线中相邻射线间夹角，为G_j的横坐标，q(0)为s＝0时的q(s)，c′(s_j)为G_j处的射线传播速度；步骤四：将点声源叠加为活塞型声源，取点声源个数为b个，每个点声源发出m条射线，故射线总条数为m×b条，则(x₀,y₀)处的声压为：