Clamp-On-Ultraschall-Messgeräte haben sich zu einer etablierten Technologie für nicht-invasive Durchflussmessungen entwickelt. Bei gestörten Strömungsbedingungen müssen deren Messwerte jedoch mit entsprechenden strömungsmechanischen Kalibrierfaktoren angepasst werden. Aufgrund der Vielfalt an auftretenden Störungen und Einbauelementen muss die experimentelle Bestimmung dieser Faktoren häufig durch numerische Strömungssimulationen (engl. Computational Fluid Dynamics – CFD) ergänzt werden. Aus messtechnischer Sicht stellt sich bei der Substitution von Experimenten durch Simulationsergebnisse die Frage, wie das Vertrauen in eine sogenannte virtuelle Messung gewährleistet werden kann. Zwar gibt es gut etablierte Methoden zur Abschätzung von Fehlern bei CFD-Vorhersagen im Allgemeinen, Strategien zur Erfüllung der messtechnischen Anforderungen für CFD-basierte virtuelle Messgeräte müssen jedoch noch entwickelt werden. Diese Themen werden innerhalb des europäischen Forschungsprojektes „Trustworthy virtual experiments and digital twins” (ViDiT) adressiert.

Einbauelemente in Rohrleitungen verursachen Strömungseffekte, welche die Messgenauigkeit von Durchflussmessgeräten verschlechtern. Um den Messwert eines Durchflussmessgeräts, welches hinter einem solchen Störkörper eingebaut ist, korrigieren zu können, muss das Strömungsprofil an der Einbaustelle bekannt sein. Zur Vorhersage eines solchen Profils wurde die Strömung hinter verschiedenen Störkörpern (90°-Rohrkrümmer, Raumkrümmer und Doppelkrümmer innerhalb einer Ebene, siehe Abbildung) mit dem Open-Source-Strömungslöser OpenFOAM für verschiedene Krümmungsradien sowie verschiedene Abstände zwischen den Krümmern simuliert. Durch den Vergleich der Resultate mit laser-optischen Messdaten konnte ein Korrekturverfahren entwickelt werden, das die Vorhersagen der Simulation verbessert. Mithilfe geeigneter Interpolationsverfahren können Strömungsprofile in beliebigem Abstand hinter verschiedenen Störkörpern in Echtzeit vorhergesagt werden. Durch die Implementierung des Messprinzips eines Durchflusszählers ist dann eine Fehlervorhersage und damit eine Korrektur des Messwerts von ultraschallbasierten Messgeräten möglich.