moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2024.45.2.028 1560 Алгоритмы для проведения компьютерного моделирования системы «расходомерная трубка – жидкость» кориолисова расходомера и обработки его результатов Algorithms for computer modeling of the “flow tube – liquid” system of a Coriolis flow meter and processing its results 0000-0003-2197-6419 Гудкова Екатерина Александровна Gudkova Ekaterina Alexandrovna gudkova-penza@yandex.ru aff-1 0000-0002-1313-6826 Таранцева Клара Рустемовна Tarantseva Klara Rustemovna krtar2018@bk.ru aff-2 Пензенский государственный технологический университет Penza State Technological University Пензенский государственный технологический университет Penza State Technological University 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2024.45.2.028 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

Математическое моделирование системы «расходомерная трубка – жидкость» представляет 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.

 система «расходомерная трубка – жидкость» кориолисов расходомер компьютерное моделирование численная модель вычислительных эксперимент «flow tube – liquid» system Coriolis flow meter computer modeling numerical model computational experiment Исследование выполнено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. References Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. Москва: Физматлит; 2001. 320 с. Bobovnik G., Kutin J., Bajsić I. Estimation of velocity profile effects in the shell-type Coriolis flowmeter using CFD simulations. Flow Measurement and Instrumentation. 2005;16(6):365–373. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2005.04.007. Yaushev A.A., Taranenko P.A., Loginovskiy V.A. Study of the Oscillation Modes of a Coriolis Flowmeter Using a Parametric Finite Element Model, Verified by the Results of Modal Testing. Procedia Engineering. 2016;150:336–340. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.027. Hou G., Wang J., Layton A. Numerical Methods for Fluid-Structure Interaction – A Review. Communications in Computational Physics. 2012;12(2):337–377. https://doi.org/10.4208/cicp.291210.290411s. Гудкова Е.А., Таранцева К.Р., Михеев М.Ю. Сравнительный анализ численных и аналитических методов моделирования системы «расходомерная трубка – жидкость» в кориолисовых расходомерах. XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2022;11(3):57–63. https://doi.org/10.46548/21vek-2022-1159-0009. Ibryaeva O., Semenov A., Henry M. Measurement validation for ICPS: Matrix pencil method for coriolis metering with liquid/gas flow. In: 1st IEEE International Conference on Industrial Cyber-Physical Systems, ICPS 2018: Proceedings – 2018 IEEE Industrial Cyber-Physical Systems, ICPS 2018, 15-18 May 2018, Saint Petersburg, Russia. IEEE; 2018. P. 440–445. https://doi.org/10.1109/ICPHYS.2018.8390745. Costa F.O., Pope J.G., Gillis K.A. Modeling Temperature Effects on a Coriolis Mass Flowmeter. Flow Measurement and Instrumentation. 2020;76. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101811. Shavrina E., Nguyen V.-T., Yan Z., Khoo B.C. Fluid-Solid Interaction Simulation Methodology for Coriolis Flowmeter Operation Analysis. Sensors. 2021;21(23). https://doi.org/10.3390/s21238105. Федорова Н.Н., Вальгер С.А., Данилов М.Н., Захарова Ю.В. Основы работы в ANSYS 17. Москва: ДМК Пресс; 2017. 210 с. Wang T., Baker R. Coriolis flowmeters: a review of developments over the past 20 years, and an assessment of the state of the art and likely future directions. Flow Measurement and Instrumentation. 2014;40:99–123. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2014.08.015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.