[發(fā)明專利]基于Fluent被動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010053509.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN111144034B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐磊磊;鐘良;崔開放;吳星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;F16C32/06;G06F111/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.基于Fluent被動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：搭建閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)；

步驟2：根據(jù)步驟1中所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)在ANSYS-Geometry中建立三維氣膜仿真模型；

步驟3：對(duì)步驟2中所述的三維氣膜仿真模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化部分為所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)及供氣孔，得到簡(jiǎn)化后的三維氣膜仿真模型；

步驟4：對(duì)所述步驟3中簡(jiǎn)化后的三維氣膜仿真模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，首先將mesh與Geometry連接，在mesh中生成六面體網(wǎng)格；然后再將Fluent與mesh相連接，在Fluent中導(dǎo)入udf模型，并進(jìn)行邊界條件及動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置，最后對(duì)設(shè)置完成簡(jiǎn)化后的三維氣膜仿真模型進(jìn)行求解；

步驟5：導(dǎo)出步驟4的求解結(jié)果并查看；

所述的閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)包括上定子(1)、上氣膜(2)、動(dòng)子(3)、下氣膜(4)、下定子(5)、圓盤形均壓槽(6)、節(jié)流孔(7)和供氣孔(8)；

所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)包括上氣膜(2)和下氣膜(4)的雙氣膜結(jié)構(gòu)，將所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)中的動(dòng)子(3)簡(jiǎn)化成有負(fù)載的中心平面后，仿真氣體經(jīng)過所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)中的節(jié)流孔(7)與圓盤形均壓槽(6)而后流進(jìn)軸承間隙形成三維氣膜仿真模型；

所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)中的節(jié)流孔直徑與深度、兩氣膜的總高度、動(dòng)子質(zhì)量、負(fù)載質(zhì)量、軸承的內(nèi)徑與外徑、均壓槽的直徑與深度均為可調(diào)類型數(shù)據(jù)，調(diào)整數(shù)據(jù)后依據(jù)步驟1-步驟5重新計(jì)算求解結(jié)果；

所述步驟3中的三維氣膜仿真模型包括節(jié)流孔形成的氣膜(9)、均壓槽形成的氣膜(10)、上部分氣膜(11)、中心平面(12)和下部分氣膜(13)；

三維氣膜仿真模型的簡(jiǎn)化；結(jié)構(gòu)模型中的動(dòng)子被簡(jiǎn)化成為了一個(gè)有負(fù)載的中心平面，且中心平面將三維氣膜仿真模型分成兩部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fluent被動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)的方法，其特征在于，步驟1中所述的閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)為圓柱形或矩形；

當(dāng)閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)為矩形時(shí)，所述閉式平面止推氣浮軸承結(jié)構(gòu)為閉式矩形平面止推氣浮導(dǎo)軌，所述閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)計(jì)算方法能夠應(yīng)用到閉式圓柱形平面止推氣浮軸承上，也能夠應(yīng)用到閉式矩形平面止推氣浮軸承上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fluent被動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)的方法，其特征在于，劃分網(wǎng)格的詳細(xì)步驟為：在mesh中劃分網(wǎng)格，首先將mesh與Geometry相連接，單位設(shè)置與Geometry中的單位一致，Physics Preference選擇CFD，Solver Preference選擇Fluent，然后將上下兩部分的氣膜用掃掠的方法分成3-20層，均壓槽分成3-20層，節(jié)流孔的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為0.002-0.01mm，均壓槽網(wǎng)格尺寸設(shè)置為0.1-1mm，其他部分的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為0.1-1mm，最后生成六面體網(wǎng)格。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fluent被動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算閉式氣浮軸承動(dòng)態(tài)的方法，其特征在于，設(shè)置邊界條件的詳細(xì)步驟為：將Fluent與mesh相連接并進(jìn)行設(shè)置，首先在Scale中將單位設(shè)置成與mesh中的單位一致，然后將求解類型設(shè)為pressure-based，time設(shè)為Transient，Gravity Z方向的重力加速度值設(shè)為-9.8，模型選擇層流模型，材料選擇空氣，Cell Zone Conditions設(shè)置為Mesh Motion，Boundary Conditions中inlet1、inlet2設(shè)置成0.5Mpa，outlet1、outlet2、outlet3、outlet4設(shè)置成0.1Mpa，wall1、wall2設(shè)置成Movingwall,Direction Z設(shè)置成1，Shear Condition選擇Specified Shear。