摘要(yao):借助(zhu)電磁(ci)流量(liang)計 管(guan)道中(zhong)含有(you)油泡(pao)時虛(xu)電流(liu)分布(bu)的理(li)論模(mo)型，分(fen)别利(li)用🐅Ansys軟(ruan)件與(yu)🧡Schwartz交替(ti)叠代(dai)法求(qiu)解敏(min)感場(chang)内的(de)電勢(shi)分布(bu)和虛(xu)電流(liu)分🌈布(bu)規❤️律(lü)。仿真(zhen)結果(guo)表明(ming):在電(dian)極附(fu)近，虛(xu)電流(liu)值達(da)到最(zui)大值(zhi);在被(bei)測區(qu)域内(nei)，虛電(dian)流的(de)分布(bu)在油(you)泡附(fu)近區(qu)域有(you)明顯(xian)的起(qi)伏變(bian)化，在(zai)油泡(pao)内部(bu)虛電(dian)流的(de)值爲(wei)零;虛(xu)電流(liu)的分(fen)布因(yin)油泡(pao)的存(cun)在而(er)變得(de)更加(jia)複雜(za)，油泡(pao)越大(da)，對電(dian)磁流(liu)量計(ji)影響(xiang)面越(yue)大。
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)應用(yong)于多(duo)相流(liu)中，當(dang)電磁(ci)流量(liang)計應(ying)用于(yu)油井(jing)測量(liang)時，流(liu)體中(zhong)會存(cun)在油(you)泡，對(dui)電磁(ci)流量(liang)計✨測(ce)量有(you)--定☔影(ying)響，因(yin)此分(fen)析油(you)泡對(dui)流量(liang)計内(nei)部敏(min)感場(chang)是必(bi)要的(de)。
1仿真(zhen)模型(xing)
　　電磁(ci)流量(liang)計管(guan)道内(nei)軸線(xian)位置(zhi)含--柱(zhu)狀油(you)泡時(shi)的仿(pang)真模(mo)型如(ru)♋圖I所(suo)示。圖(tu)中，電(dian)磁傳(chuan)感器(qi)内徑(jing)爲2a,高(gao)度爲(wei)‼️2b;磁場(chang)強度(du)垂直(zhi)于紙(zhi)面向(xiang)裏，感(gan)應電(dian)極位(wei)于傳(chuan)感器(qi)🌈兩側(ce)，且右(you)側爲(wei)正電(dian)極，左(zuo)側爲(wei)負電(dian)極。一(yi)個底(di)面直(zhi)♍徑爲(wei)2ao、高爲(wei)260的柱(zhu)狀油(you)泡位(wei)于電(dian)磁傳(chuan)感器(qi)軸線(xian)位置(zhi)上，其(qi)上底(di)面至(zhi)傳感(gan)器軸(zhou)向中(zhong)心處(chu)的💜距(ju)離爲(wei)L。流量(liang)計兩(liang)個電(dian)極位(wei)于x軸(zhou)上，y軸(zhou)在流(liu)量計(ji)的中(zhong)軸線(xian)上，x軸(zhou)與y軸(zhou)構成(cheng)直角(jiao)坐标(biao)系。

2理論(lun)基礎(chu).
　　按照(zhao)上述(shu)的仿(pang)真模(mo)型，其(qi)内部(bu)感應(ying)電動(dong)勢可(ke)用Laplace方(fang)程V2G=0來(lai)描述(shu)，在二(er)維直(zhi)角坐(zuo)标系(xi)下其(qi)滿足(zu)的邊(bian)界條(tiao)件爲(wei)💃

　　令G=G0+G*，其(qi)中G0爲(wei)不含(han)油泡(pao)即傳(chuan)感器(qi)内部(bu)僅充(chong)以連(lian)續水(shui)相時(shi)敏感(gan)場内(nei)的電(dian)勢分(fen)布，其(qi)滿足(zu)Laplace方程(cheng)Δ2Go=0的邊(bian)界條(tiao)件，采(cai)用分(fen)離變(bian)量法(fa)，可求(qiu)得G0的(de)解爲(wei)

　　式G=Go+G"中(zhong)，G"爲加(jia)人柱(zhu)狀油(you)泡後(hou)所引(yin)起的(de)電勢(shi)變化(hua)。爲了(le)求解(jie)G*，把傳(chuan)感🔅器(qi)敏感(gan)區域(yu)分解(jie)爲如(ru)下4個(ge)子區(qu)域

　　式(shi)中λ1n=uπ/2b，λ2n=nπ/2α;An、Bn、Cn和(he)Dn爲待(dai)定系(xi)數，采(cai)用Schwartz交(jiao)替叠(die)代法(fa)可以(yi)求出(chu)這些(xie)✌️未🔴知(zhi)系數(shu)。G1*、G2*、G3*和G4*的(de)計算(suan)結果(guo)與式(shi)(3)相加(jia)，即得(de)軸向(xiang)位⛷️置(zhi)含一(yi)柱狀(zhuang)油泡(pao)時電(dian)磁傳(chuan)感器(qi)内部(bu)電勢(shi)G的解(jie)，進而(er)可計(ji)算出(chu)此📐時(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)響應(ying)特性(xing)。
3數值(zhi)仿真(zhen)
　　在Matlab環(huan)境下(xia)，利用(yong)交替(ti)叠代(dai)法求(qiu)解未(wei)知系(xi)數，可(ke)得到(dao)各區(qu)域中(zhong)虛電(dian)流勢(shi)變化(hua)值的(de)表達(da)式，進(jin)而獲(huo)得電(dian)磁流(liu)量計(ji)内部(bu)虛電(dian)流的(de)分布(bu)情況(kuang)。圖2給(gei)出了(le)軸向(xiang)位置(zhi)含一(yi)柱狀(zhuang)油泡(pao)時電(dian)磁流(liu)量計(ji)内部(bu)虛電(dian)流的(de)分布(bu)圖。從(cong)圖2可(ke)以明(ming)🥰顯地(di)看出(chu)，在油(you)泡内(nei)部虛(xu)電流(liu)㊙️的值(zhi)爲0，在(zai)電極(ji)位置(zhi)處虛(xu)電流(liu)達到(dao)最大(da).值;油(you)泡的(de)出現(xian)對電(dian)磁流(liu)量計(ji)内部(bu)虛電(dian)流大(da)小及(ji)分布(bu)造成(cheng)了一(yi)定的(de)影響(xiang)，從♉而(er)改變(bian)了電(dian)磁流(liu)🐪量計(ji)的輸(shu)出結(jie)果。

4Ansys實(shi)驗仿(pang)真
　　運(yun)用有(you)限元(yuan)軟件(jian)對電(dian)磁流(liu)量計(ji)含有(you)--個油(you)泡時(shi)流量(liang)🐇計敏(min)感場(chang)💜進行(hang)建模(mo)仿真(zhen)，圖3爲(wei)含油(you)泡時(shi)電磁(ci)流量(liang)計虛(xu)電流(liu)分布(bu)圖。從(cong)仿真(zhen)圖上(shang)可以(yi)看出(chu)，油泡(pao)影響(xiang)着電(dian)磁流(liu)量計(ji)的敏(min)感場(chang)，在油(you)泡附(fu)近虛(xu)電流(liu)發生(sheng)了變(bian)化，油(you)泡影(ying)響其(qi)附近(jin)的區(qu)域的(de)虛電(dian)流分(fen)布，但(dan)油泡(pao)内部(bu)虛電(dian)流大(da)小近(jin)似相(xiang)等。

5結(jie)語
　　 建(jian)立了(le)管道(dao)軸線(xian)位置(zhi)含球(qiu)形油(you)泡時(shi)電磁(ci)流量(liang)計内(nei)部敏(min)感場(chang)分布(bu)的理(li)論模(mo)型，利(li)用Ansys軟(ruan)件仿(pang)真與(yu)Schwartz交🧡替(ti)叠代(dai)法求(qiu)解了(le)敏感(gan)場内(nei)的虛(xu)電流(liu)分布(bu)，最後(hou)得到(dao)結論(lun)🈲:在電(dian)極附(fu)近，虛(xu)電流(liu)值👈達(da)到最(zui)大值(zhi);在被(bei)測區(qu)域内(nei)，虛電(dian)流在(zai)絕緣(yuan)油泡(pao)周📞圍(wei)有所(suo)變化(hua)，在油(you)泡内(nei)部虛(xu)電流(liu)的值(zhi)爲0。從(cong)仿真(zhen)結果(guo)可知(zhi)🐕，油泡(pao)的存(cun)在使(shi)電磁(ci)流量(liang)計🏃‍♀️虛(xu)電流(liu)的分(fen)布變(bian)得複(fu)雜。

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