结合N-S方程和雷诺方程等理论,动压滑动轴承静动特性分析的理论体系已经得到初步的建立。本次毕业设计主要应用CFD方法,利用Fluent软件对动压滑动轴承性能进行计算分析。下文简要阐述CFD方法轴承特性研究的发展情况。81196
先河:在国外,美国弗吉尼亚州理工大学GuoZenglin等首次建立了滑动轴承三维CFD求解模型,指出CFD方法求出的流场与雷诺方程计算得到的基本吻合,仅在个别性能参数的计算上存在较大误差[4]。在国内,孙江龙等通过对无限宽径向滑动轴承建立CFD模型,分析计算了油膜压力分布,结果验证了CFD方法应用于滑动轴承流场分析的可行性[5];高庆水等利用Fluent求解器软件建立了求解滑动轴承压力分布的CFD模型,计算分析了圆柱轴承上、下瓦开槽对压力分布等因素的影响,计算结果与雷诺方程计算结果基本相同[6]。
多相流模型:张楚等突破性地提出采用CFD两相流理论建立滑动轴承流场求解模型。该模型认为负压区内油与油气混合存在,相比单相流模型更符合实际情况,求出的有效载荷和实验数据更加吻合[7]。之后,裴振英、张旭等继续研究多相流CFD模型的可靠性,验证了该模型能更准确地计算出滑动轴承油膜的承载力[8-9]。论文网
流固耦合系统:林起崟等利用CFD方法建立了高速滑动轴承流固耦合系统的传热模型,得到该系统的温度场、压力场和交界面的传热量,解决了轴颈与润滑油,轴瓦与润滑油间的流固界面的换热系数等难题[10]。张培良等在此基础上建立了1000MW及1400MW汽轮发电机滑动轴承的流固热耦合系统模型,得到了该系统的温度场和压力场等参数,计算结果与雷诺方程计算结果基本相同[11]。
对于更为广泛应用的椭圆瓦轴承和可倾瓦轴承等的CFD分析,许剑等建立了600MW汽轮发电机组椭圆瓦轴承的CFD模型,由计算得到的椭圆瓦轴承的油膜压力,分析了进油压力及椭圆度对轴承稳定性的影响[12]。吕真等在可倾瓦轴承静态特性研究中的传统计算方法基础上考虑了瓦间间隙和瓦块之间的流场影响,对传统瓦片子系统的叠加模型进行修正,得出在涉及温度场计算时瓦间间隙不能忽略的结论[13]。
动态特性系数的计算:熊万里等提出基于N-S方程的动网格计算轴承刚度阻尼的新方法,通过对比试验数据和动网格计算结果发现两者基本吻合,证明了CFD方法的可行性[14]。
不同CFD工具的比较:孟凡明等以径向滑动轴承为例,分别利用CFX与Fluent计算轴承流场,指出两种模块在计算轴承静动特性时,计算结果基本吻合[15]。
CFD方法轴承特性国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_94700.html