挤压油膜阻尼器空化流场数值模拟与结构参数灵敏度分析

发布时间：2024-04-09 03:12

　　挤压油膜阻尼器广泛地应用于航空以及船用燃气轮机或其它一些旋转机械的轴系中,其不仅有着体积小、重量轻等优点,并且结构简单,减振效果十分明显。由于滑油的空化作用、滑油中溶解气体的析出以及外界空气的吸入等,使得挤压油膜阻尼器在工作时其流场为气液两相流状态。而流场的变化又会进一步影响挤压油膜阻尼器的阻尼性能。因此,需要找到最适合于阻尼器空化流场计算的计算模型,进而分析不同的结构参数和工况参数对其的影响,来对挤压油膜阻尼器进行结构优化设计。本文的主要研究内容如下:首先基于商用软件Fluent内置的三种空化模型Singhal模型、Zwart-Gerber-Belamri模型以及Schnerr-Sauer模型,分别对挤压油膜阻尼器进行数值仿真,对比分析了三种空化模型下的空化流场特性与阻尼特性,并与实验数据进行对比,发现Schnerr-Sauer模型的计算结果与实验数据最为吻合,因此后续计算均采用Schnerr-Sauer空化模型。而后对不同的工况参数对挤压油膜阻尼器空化流场特性及阻尼特性的影响进行了分析,研究发现,随着进动半径、进动频率和滑油黏度的增加,均会使得流场中高压区的油膜压力升高,低压区气相...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 挤压油膜阻尼器的工作原理与结构形式
        1.2.1 挤压油膜阻尼器的工作原理
        1.2.2 挤压油膜阻尼器的结构形式
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 空化现象的研究
        1.3.2 阻尼系数的研究
        1.3.3 几何结构的研究
    1.4 本文主要研究内容
2 挤压油膜阻尼器计算数值模型
    2.1 引言
    2.2 控制方程
    2.3 多相流模型
        2.3.1 Volume of Fluid模型
        2.3.2 Mixture模型
        2.3.3 Eulerian模型
    2.4 空化模型
        2.4.1 蒸汽传输方程
        2.4.2 气泡动力学方程
        2.4.3 Singhal et al.模型
        2.4.4 Zwart-Gerber-Belamri模型
        2.4.5 Schnerr-Sauer模型
    2.5 动网格技术
    2.6 挤压油膜阻尼器阻尼系数识别
    2.7 本章小结
3 SFD数值计算模型的对比分析
    3.1 引言
    3.2 挤压油膜阻尼器数值建模
    3.3 数值模拟与试验结果对比分析
    3.4 不同计算模型对SFD流场特性与阻尼特性的影响
        3.4.1 不同计算模型对SFD空化流场特性的影响
        3.4.2 不同计算模型对SFD阻尼特性的影响
    3.5 本章小结
4 中心槽供油型SFD空化流场特性与阻尼系数研究
    4.1 引言
    4.2 挤压油膜阻尼器CFD数值建模
    4.3 进动半径对SFD空化流场特性及阻尼系数的影响
        4.3.1 进动半径对SFD空化流场特性的影响
        4.3.2 进动半径对SFD阻尼系数的影响
    4.4 进动频率对SFD空化流场特性及阻尼系数的影响
        4.4.1 进动频率对SFD空化流场特性的影响
        4.4.2 进动频率对SFD阻尼系数的影响
    4.5 进油压力对SFD空化流场特性及阻尼系数的影响
        4.5.1 进油压力对SFD空化流场特性的影响
        4.5.2 进油压力对SFD阻尼系数的影响
    4.6 滑油黏度对SFD空化流场特性及阻尼系数的影响
        4.6.1 滑油黏度对SFD空化流场特性的影响
        4.6.2 滑油黏度对SFD阻尼系数的影响
    4.7 本章小结
5 基于正交试验的中心槽供油型SFD结构参数灵敏度分析
    5.1 引言
    5.2 目标函数及其简化
    5.3 正交表的建立
    5.4 实验数据的综合分析
    5.5 实验数据的统计分析
        5.5.1 因素效应值
        5.5.2 误差效应
        5.5.3 显著性检验
        5.5.4 预测值公式
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3949225