金屬管浮子流量計是傳統的變截面流量計。 它具有許多優點，例如結構簡單，操作可靠，壓力損失小且穩定，流體介質速度低。 目前，金屬管浮子流量計的設計是根據經典的浮子流量公式計算的，其中流量系數α受浮子形狀和雷諾數等多種因素的影響，需要進行實驗校準才能確定。  。 這種設計方法需要大量的實驗，價格昂貴，周期長并且數據有限。 為了深入研究金屬管浮子流量計的工作機理，作者采用數值計算流體力學方法對金屬管浮子流量計進行了數值模擬。 通過建立仿真模型，建立了數值實驗平臺，對金屬管浮子流量計的機理進行了研究，并對傳感器的結構進行了優化。 同時，它為金屬管浮子流量計提供了一種低成本，短周期的設計方法。
 闡述了金屬管浮子流量計的工作原理。 在垂直錐形管中，放置了一個阻力構件，一個浮子。 當流體從底部到頂部通過錐管時，由于浮子的前向容積會產生壓力差，從而在浮子上產生向上的力。 同時，由于流體的粘性，它會在浮子上產生粘性力。 當兩個力的合力大于浮子本身的重力時，浮子將向上上升。 同時，浮子和錐形管之間的環形流動面積將增加，流速將減小。 當達到平衡時，浮子將保持在一定的高度。 傳統的金屬管浮子流量計設計是使用經典的浮子流量公式計算的，即
  其中：qv是浮子流量計的體積流量；  α是流量系數；  D0是浮子很大的上游表面的直徑；  h是浮子在錐管中的垂直位置；  φ是錐管的夾角；  Vf是浮動體積；  ρf是浮法材料的密度；  ρ是流體的密度；  AF是垂直于流向的浮子的非常大的橫截面積。
  1.2計算流體動力學及其控制方程
 計算流體動力學（CFD）是一項使用計算機求解描述流體流動規則的控制方程的技術。 它涉及流體力學，計算方法和計算機圖形處理。 為了簡單起見，作者以不可壓縮的湍流為例，編寫了作者使用的k-ε模型的一般形式的流體控制方程。 在直角坐標系中，流量可以由連續性方程和雷諾時間平均N-S方程確定。