大口徑流量計廣泛應用于石油化工、污水處理和天然氣貿易等領域的在線監測系統，其安裝后一般無備用管路和不易拆卸送檢，因此大多采用便攜式超聲波流量計進行在線校準以提高計量準確性和經濟效益。作為速度式流量儀表，超聲波流量計的精度易受管內流動狀態的影響，充分發展湍流是其理想測量條件。然而，實際現場校準時因檢測空間和工藝流程的限制計量管上游往往存在彎頭和閥門等擾流元件，致使被測流體以畸變流動狀態進入流量計，導致超聲波流量計的計量精度準確性下降。
近年來，學者們采用理論分析、實驗和數值模擬等手段對如何提高擾流條件下超聲波流量計的計量準確性進行了大量研究。韓思奇等采用雷諾平均方法研究了組合雙彎管及收縮管對雙聲道超聲波流量計的影響規律，發現最佳安裝角為45°和最優聲道距管道截面中心0.225倍管徑。陳利瓊等也采用數值模擬方法研究了彎頭對超聲波流量計性能的影響，發現彎頭彎曲角度越大、曲率半徑越小，對流量計的干擾越強。吳波等則實驗研究了閘閥對外夾式與插入式超聲波流量計性能的影響，指出多聲道布置能顯著提高插入式流量計的抗擾流性能。賈惠芹等研究了流體流速對超聲波偏移的影響規律，提出了利用折射角正切值與超聲波傳播時間的關系曲線對測量結果進行校準，以提高超聲波流量計的計量精度，后來進一步針對難于穿透的復合管道設計了超聲波流量計的收發電路。李冬等采用聲-固耦合方法研究了超聲波流量計的發射裝置，建議將不銹鋼作為反射裝置的材料，之后進一步研究了發射柱結構參數對水流特性的影響，提出了加裝導流片改善反射柱周圍流場的均勻性。張亮等則實驗研究了探頭安裝位置對斜插式超聲波流量計性能的影響，并給出部分修正公式。楊瑞峰等從超聲波的渡越時間出發，應用互相關算法降低計算時間誤差，從而提高計量精度。
綜上所述，學者們從聲道布置、電路設計、探頭結構和算法等方面提出了超聲波流量計的改進措施，有效提高了超聲波流量計的計量精度和拓寬了其使用范圍。隨著工業界對流量計準確性要求的不斷提高，實際現場條件下超聲波流量計在線校準日益重要，但現場復雜擾流元件對超聲波流量計在線校準具有顯著干擾，而且相關研究相對較少。
鑒于此，本文從實際在線校準現場出發，以單反射式超聲波流量計為對象，采用高精度的大渦模擬方法研究90°彎頭擾流工況下超聲波流量計沿管道流向和周向安裝位置對其計量性能的影響規律，結合修正系數探索流量計沿流向和周向的最佳安裝位置，從而為優化超聲波流量計在線校準方法和提高計量精度提供理論依據。
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