一种简化雷诺方程的数值求解方法

雷诺(Reynolds)方程是流体润滑的压力控制方程.本文在有限差分法的基础上,通过对超松弛因子和迭代精度的选择,采用逐次超松弛迭代法对雷诺方程进行了数值求解,并以径向滑动轴承的压力分布计算为例,说明了上述因素的具体确定方法.该方法在保证方程求解精度的基础上,具有收敛快,稳定性好,计算工作量小等特点.     

静压干气密封微尺度气膜力学特性

根据静压干气密封的特点,以气体雷诺方程为依据,通过伽辽金法得到润滑气膜压力分布的变分方程,由气膜的边界条件,得到用有限元法求解稳态下气膜雷诺方程。并利用多项式拟合得到不同工况下的压力拟合曲线,计算得到开启力F。由不同膜厚下开启力的大小拟合出开启力与膜厚的函数关系式,及对膜厚求导得到气膜刚度与气膜厚度的关系式。结果表明,在静环密封端面径向上压力,由节流孔处向内径和外径处呈现抛物线型递减趋势,在节流孔处出现压力最高峰;随着气膜厚度的增加,开启力逐渐减小,气膜刚度也逐渐减小。     

极端条件下雷诺方程控制界面系数算法研究

针对硬盘磁头气体轴承膜和轴承面问题,研究在大间隙比及大轴承数等条件下,求解可压缩气体雷诺方程时,对流系数和扩散系数对控制体积界面的影响.将一维雷诺方程扩展到二维问题上求解.结果表明,扩散系数突变时仅采用算术平均法难以得到正确结果;而选取适当的节点数,采用平均法求界面对流系数可简化数值计算,求解控制界面扩散系数可采用调和平均法.该结论在二维磁头润滑计算中得到验证.     

圆锥型螺旋槽气体动压轴承气膜压力分析

气体动压润滑轴承具有摩擦力小、速度高、磨损少等特性,对用可压缩气体润滑的圆锥型螺旋槽动压轴承进行了研究.由于圆锥轴承的特殊结构以及螺旋角的存在,对轴承的求解域进行了保角变换和斜坐标变换.采用局部积分有限差分在不连续求解域的纵向和横向推导出了控制方程在斜坐标系下的差分形式.并对轴承的压力分布进行了数值计算.结果表明:螺旋槽能很好实现气体轴承动压效应,压力在圆周方向上呈锯齿形分布,轴承的转速和槽深比不同对轴承的气膜压力的影响不同.     

周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承静动态特性研究

利用摄动法研究了沿周向周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承的静动态特性。通过有限差分法求解稳态雷诺方程和扰动雷诺方程,计算了轴承静承载力和静刚度及动刚度和阻尼系数,分析了扰动频率对轴承动态性能的影响,并对轴承的稳定性进行了分析。研究结果表明:扰动频率对轴承动态性能有较大影响;轴承的稳定性与气膜间隙、供气压有关,供气压越大,轴承稳定性越差,随着气膜间隙增大,稳定性先减弱后增强。     

微尺度下速度滑移对空气静压导轨性能影响

为了阐释空气静压导轨气膜间隙处在微小尺度所体现的特性,引入气体稀薄效应中的速度滑移算法到Navier-Stokes方程,推导出体现微尺度条件下空气膜流动特点的雷诺方程,进而对气膜内的压强分布进行了仿真分析,根据得到的压强分布计算气膜承载力和刚度随气膜厚度变化的规律,通过试验对得出的结论进行了间接验证,与分析结果吻合.     

流体润滑的渐近理论

常见工况下描述流体动力润滑体动力润滑的无量纲Ｎ－Ｓ方程中一般都有两个小参数，本文采用各物理量的双参数渐近展开，借助于平面滑块间的油膜润滑问题，阐述了流体动力润滑问题的渐近分析理论，导出了零阶和一阶渐近润滑方程，其中零阶方程即为经典的雷诺方程。最后本文对一维滑块问题进行了分析计算。本文的思想方法可推广用于其它润滑问题的分析中。     

螺旋槽气体密封的理论研究

本文对螺旋槽气体密封间隙内气体的运动进行分析，获得简化雷诺方程，并用有限元素法对该方程求解，所得结果与文献中结论进行比较，二者吻合较好，表明了所采用计算方法的合理性和计算程序的正确性。     

沟槽型表面织构分布形式对机械密封特性的影响

建立沟槽型表面织构端面气体密封理论模型,利用有限差分法求解流体动压润滑方程获得无量纲压力分布,并考察不同分布形式沟槽宽度和深度对气膜开启力、摩擦扭矩和刚度等密封特性的影响。结果表明:随着槽宽或槽深的增大,气膜开启力和刚度呈先增大后减小趋势,而摩擦扭矩则保持减小趋势;沟槽沿半径方向分布时具有最佳的综合性能。     

等温气体雷诺方程差分方程的一种新解法

本文提出了一种求解非线性等温气体雷诺方程差分方程的新方法。数值试验的结果表明,该方法和程序可行,具有物理概念明晰,计算速度快,对初值的选取没有严格要求和节省计算机内存的特点。     

基于有限元法的气浮支承系统的数值模拟与实验研究

气浮支承系统以气体作为工作介质,根据气体润滑理论对气膜中气体的流动作了理论分析,采用有限元法对气膜流场进行了数值模拟,计算出了一定载荷下的速度分布、压力分布和耗气量、承载能力,通过与实验测试结果的对比。说明该方法是可行的。     

表面节流空气静压润滑轴承性能研究

从雷诺方程出发，将静压止推轴承按气膜厚度不同划分计算区域，推导出控制方程的有限差分形式，采用超松弛迭代法对轴承静态特性进行数值求解，分析了不同参数对轴承性能的影响，研究了表面节流止推轴承内部气膜压力分布的规律，并通过实测值对计算结果进行了验证。     

两相流体静压润滑雷诺方程的边界元解法

本文推导了两相流体静压润滑雷诺方程的普遍形式,提出了应用边界元求解的一般方法,并编制了通用计算程序。对静压轴承的设计具有重要意义。     

en方法在无限展长后掠翼边界层转捩判断中的初步应用

文章利用三维雷诺平均Navier-Stokes方程求解程序、三维层流边界层方程求解程序以及三维线性稳定性方程求解程序进行了中、小后掠无限展长机翼边界层转捩预测的研究。三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程求解程序为三维层流边界层求解程序提供层流边界层外边界的流动参数,后者为基于三维线性稳定性理论的en方法提供高精度的边界层速度型,由en方法得到的边界层转捩信息反馈给三维RANS求解程序,上述3种程序的耦合构成了一次对边界层的转捩判断。经过几次上述流程,边界层转捩的位置收敛,将计算得到的转捩位置与实验测得转捩位置进行比较,初步验证了文中方法的可靠性。     

液体润滑螺旋槽机械密封性能的数值分析

采用有了差分数值计算方法,求解螺旋槽液体润滑的雷诺方程,获得了液体润滑螺旋槽机械密封端面的液膜二维压力分布,并计算了分析操作参数和结构参数对密封端面开启力和液膜刚度的影响。     

液体圆锥滑动轴承性能分析中的有限元法

本文对求解圆锥滑动轴承润滑问题的有限元方法进行了讨论，针对以极坐标形式出现的雷诺方程，给出了相应的极坐标形式的有限元计算公式，其目的是为了减少计算过程中的反复的坐标变换，以提高运算速度及计算精度，同时将这种方法用于求解圆锥动静压螺旋槽轴承的润滑问题．对其进行了实际验证，并取得令人满意的结果．     

惯性项对动静压浮环径向轴承压力场的影响

利用基本简化的Navier-Stocks方程组,获得无惯性力流体动压润滑轴承的流速场与压力场,以其为近似初始条件,导出在迁移惯性力影响下的非定常雷诺方程,并在此基础上,利用有限元素方法,求解非定常雷诺方程,获得浮环轴承内外膜的压力场.结果表明惯性力对轴承的压力分布有明显的影响.     

《流体润滑理论及其应用》简介

在机器和设备中,作相对运的摩擦副(例如滑动轴承,凸轮—挺柱等),其工作的可靠性与使用寿命取决于它的润滑状况,因而在对摩擦副的设计过程中,能否准确地预测其润滑状况是人们极为关注的问题之一。为此,自上个世纪中叶起,许多学者致力于润滑理论及其应用的研究,以便得到预测各类摩擦副润滑状况可供实用的计算分析方法。在流体润滑理论方面,雷诺于1886年导出了润滑层中流体流动所满足的著名雷诺方程,由于求解二维形式的雷诺方程很困难,现在有两种不同的方法来克服这一困难,其中一种方法是随着近几十年来数字电子计算机的发展和普及,而发展起来的数值求解方法,它使各类     

基于线性稳定性分析的eN方法在准确预测翼型气动特性中的应用

在耦合雷诺平均Navie-Stokes(RANS)方程求解可压缩层流边界层方程的基础上,求解了线性稳定性Orr-Sommerfeld方程,得到不同频率扰动在翼型边界层内沿弦向的放大因子N,进而采用eN转捩判断方法判断出流动转捩的位置.通过上述方法,实现了考虑转捩影响的翼型粘性绕流的雷诺平均Navier-Stokes方程数值求解,提高了翼型气动特性计算的精度.使用文中方法分析了翼型NACA63A015和NLF416的转捩点位置以及气动特性,与实验测得的结果进行比较验证了该方法的可靠性.     

有限元法在蜗杆传动弹流润滑中的应用

本文利用有限元法对ZC2型蜗杆传动进行了全膜等温弹性流体动力润滑分析。利用伽辽金(Galerkin)法和八节点等参元离散二维雷诺(Reynold)方程,求得了联立雷诺方程,弹性变形方程,油膜厚度方程以及考虑油的粘压关系、密压关系的协调鲜。对已优选出的一组ZC2型蜗杆传动参数进行了计算,求出了蜗杆传动在φ_1=-180°和φ_1=-30°等位置时接触线的润滑特性。