為了揭示氣體靜壓軸承微振動(dòng)的產(chǎn)生要素,從微觀流場(chǎng)角度出發(fā)通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）對(duì)氣膜流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值大渦模擬（LES）與分析。首先,設(shè)計(jì)不同單一變量從而相對(duì)氣容不同的五組仿真實(shí)驗(yàn)組,通過(guò)仿真研究?jī)?nèi)部氣容對(duì)微觀流場(chǎng)的影響。接著,通過(guò)觀察不同結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果,從各種參數(shù)中找出可能引發(fā)微振動(dòng)的激勵(lì)振源。最后,采用不同壓力的供氣進(jìn)行仿真說(shuō)明內(nèi)部壓強(qiáng)對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)的影響。計(jì)算結(jié)果表明,當(dāng)相對(duì)氣容約在1%時(shí),一定的內(nèi)部氣容就會(huì)明顯導(dǎo)致氣體靜壓軸承微振動(dòng);均壓腔附近的壓力波動(dòng)是誘發(fā)微振動(dòng)的激勵(lì)振源;內(nèi)部壓強(qiáng)的高低則與振動(dòng)幅度有著一定的聯(lián)系�？傊�,氣體靜壓軸承的微振動(dòng)與微觀流場(chǎng)的變化有著直接的聯(lián)系,而流場(chǎng)轉(zhuǎn)捩產(chǎn)生的渦旋是其主要原因。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：14 頁(yè)

【部分圖文】：

靜壓氣體推力軸承小孔節(jié)流器結(jié)構(gòu)

如圖2所示,定義氣體壓力入口(Pressure inlet)為節(jié)流孔入口,氣體壓力出口(Pressure outlet)為氣膜出口,兩個(gè)周向截面為對(duì)稱邊界(Symmetry),其余外表面均為固體壁面(Wall),因?yàn)椴捎梅且恢戮W(wǎng)格,所以節(jié)流孔、均壓腔和氣膜三個(gè)區(qū)域的兩個(gè)交界面(Interface)也必須定義以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。3.4 求解計(jì)算

圖4是仿真實(shí)驗(yàn)組一氣膜徑向壓力分布圖,其分布規(guī)律類似,氣膜中心是壓力最高點(diǎn),然后沿徑向先迅速下降,在擴(kuò)散至均壓腔后略有回升,最后平穩(wěn)擴(kuò)散至氣膜邊緣,無(wú)壓力波動(dòng)區(qū)域。無(wú)腔小孔節(jié)流結(jié)構(gòu)在節(jié)流孔出口存在負(fù)壓力區(qū)域,增加均壓腔結(jié)構(gòu)后消失。圖4 仿真實(shí)驗(yàn)組一10 ms時(shí)刻氣膜徑向壓力分布圖

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