在我国水资源时空分布不均、水污染严重、开发利用效率低、资源浪费问题突出的背景下,水资源的战略地位尤其突出。流量作为重要的过程量是水资源管理和分配的基础,准确度高的流量数据是我国“最严格的水资源管理制度”下对水资源进行精细化管理的必备前提。提高流量计量的准确度对达到我国水资源精细管理的战略目标以及解决水费纠纷等工程实际中的具体问题都具有重要的意义。然而,传统的明渠流量计量手段已无法满足测量准确度的要求,近几十年快速发展的超声流量计因其活动性强、稳定性好等优点成为测量明渠流量的有效方法。虽然超声流量计在明渠流量测量中已经有了成功的运用,但对于其测量准确度的影响因素还未有系统的研究。为了研究探头安装方式(突出/缩进)对时差法超声流量计测量明渠流量准确度的影响,本文综合运用室内物理模型试验和数值计算的方法研究时差法超声流量计测量明渠流量过程中探头对流场的扰动。在实验室搭建明渠模型和稳定的供水系统,通过调整不同的流量和水位,改变探头的安装方式,将渠道流量实测值与标准流量作对比,检测时差法超声流量计在不同工况下的测量误差。运用Fluent软件,模拟了不同水位-流量条件下明渠的三维流场,得到了探头突出和缩进状态下的局部流场,确定了探头安装方式对流场的影响范围及对测量结果的影响大小。本文主要研究探头安装方式的不同对流场扰动的范围、数值大小和变化规律。经过试验和数据分析发现,探头的安装方式对测量的准确度有显著的影响。模型试验和数值计算都表明:探头突出和缩进都会引起正向误差,即测量值大于真实值,探头安装方式由缩进变为突出会导致测量误差增大。对于突出的探头来说,局部流场的形态受到迎流面、背流面的几何特征、线平均流速大小的影响。突出探头的影响范围与线平均流速无明显关联,对线平均流速的影响会随着线平均流速的增大而增大。对于探头缩进的情况,局部流场的形态收到迎流面、背流面特征的影响,对线平均流速的大小变化不敏感。探头缩进时,局部的回流区域更接近粗糙的壁面;对明渠干流流场的影响范围随着线平均流速的增大而减小,对线平均流速影响大小与线平均流速的大小无关。