本文關(guān)鍵詞：圓盤止推軸承中理想氣體二維柱對(duì)稱流曲線膨脹波系的初步研究

  更多相關(guān)文章： 漸擴(kuò)間隙圓盤止推氣體軸承 曲線膨脹波 特征線法 超音速流

【摘要】：隨著微細(xì)工程、精密加工、精密儀器及超精密加工等行業(yè)的發(fā)展，氣體軸承的研究越來(lái)越受到重視。氣體軸承內(nèi)氣體的流動(dòng)狀態(tài)分析，，對(duì)氣體軸承的工作特性有重要的理論指導(dǎo)意義。氣體軸承中的超音速氣流在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響下會(huì)出現(xiàn)膨脹波，軸承承載力將受到膨脹波的影響，本文采用特征線坐標(biāo)系下的特征線法來(lái)求解漸擴(kuò)間隙圓盤止推氣體軸承內(nèi)理想氣體曲線膨脹波系以及波后的流動(dòng)參數(shù)。 將氣體動(dòng)力學(xué)方程從笛卡爾坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到特征線坐標(biāo)系下，特征線法在特征線坐標(biāo)系下應(yīng)用于平行圓盤止推氣體軸承內(nèi)一維柱對(duì)稱流馬赫數(shù)的求解，通過(guò)數(shù)值解與理論解的比較分析，驗(yàn)證了特征線坐標(biāo)系下的特征線法應(yīng)用于氣體軸承內(nèi)超音速流求解的可行性。 在漸擴(kuò)間隙圓盤止推氣體軸承的物理模型的基礎(chǔ)上，用特征線法求解了特征線坐標(biāo)系下的非特征初值問題。通過(guò)對(duì)不同邊界條件的分析，發(fā)現(xiàn)采用圓弧銜接軸承漸擴(kuò)處的轉(zhuǎn)折并逐步向轉(zhuǎn)折點(diǎn)逼近的邊界條件,才能正確求解出膨脹波區(qū)內(nèi)參數(shù)值。 根據(jù)上述方法采用Fortran90編制了求解膨脹波系的計(jì)算程序，計(jì)算出特征線網(wǎng)格點(diǎn)參數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析了氣體在二維柱對(duì)稱徑向流中受到凸壁面轉(zhuǎn)折點(diǎn)擾動(dòng)后膨脹波區(qū)形狀，以及波后的氣流方向。此計(jì)算方法可用于徑向來(lái)流的二維無(wú)旋柱對(duì)稱流中曲線膨脹波的計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】：漸擴(kuò)間隙圓盤止推氣體軸承 曲線膨脹波 特征線法 超音速流
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 本課題研究意義和背景8-9
• 1.1.1 課題的研究意義8
• 1.1.2 課題的研究背景8-9
• 1.2 氣體軸承的研究進(jìn)展9-13
• 1.2.1 氣體潤(rùn)滑軸承在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 靜壓氣體軸承的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的研究11-12
• 1.2.3 氣體軸承中超音速流的研究12-13
• 1.3 膨脹波的數(shù)學(xué)理論13-15
• 1.4 課題來(lái)源、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.4.1 課題來(lái)源15
• 1.4.2 本課題研究?jī)?nèi)容15
• 1.4.3 本課題創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 第2章 平行盤的物理建模與特征線坐標(biāo)系16-25
• 2.1 平行圓盤止推氣體軸承的物理模型16
• 2.2 理想氣體在平行圓盤止推氣體軸承間隙內(nèi)的速度特性16-19
• 2.2.1 笛卡爾坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)方程16-18
• 2.2.2 軸承流道面積對(duì)氣流速度的影響18-19
• 2.3 自然坐標(biāo)系19-22
• 2.3.1 自然坐標(biāo)系的建立19-20
• 2.3.2 自然坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)方程20-21
• 2.3.3 自然坐標(biāo)系下的無(wú)旋流動(dòng)21-22
• 2.4 特征線坐標(biāo)系22-24
• 2.4.1 特征線坐標(biāo)系的建立22-23
• 2.4.2 特征線坐標(biāo)系與自然坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化關(guān)系23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 特征線坐標(biāo)系下求解一維柱對(duì)稱流25-31
• 3.1 雙曲型方程特征線理論的基本結(jié)論25
• 3.2 相容性方程25-27
• 3.2.1 二維平面流中的相容性方程25-27
• 3.2.2 二維柱對(duì)稱流中的相容性方程27
• 3.3 特征線法求解平行圓盤一維柱對(duì)稱流27-29
• 3.4 算例分析29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第4章 漸擴(kuò)盤的物理建模與特征線坐標(biāo)系下的非特征初值問題31-38
• 4.1 漸擴(kuò)間隙圓盤止推氣體軸承的物理模型31-32
• 4.2 軸承間隙內(nèi)第一條曲線膨脹波位置及參數(shù)計(jì)算32-33
• 4.3 軸承內(nèi)壁面點(diǎn)和內(nèi)部點(diǎn)的處理方法33-37
• 4.3.1 壁面點(diǎn)求解33-35
• 4.3.2 內(nèi)部點(diǎn)求解35-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第5章 特征線坐標(biāo)系下二維柱對(duì)稱流曲線膨脹波系的數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析38-60
• 5.1 特征線坐標(biāo)系下求解二維柱對(duì)稱流的具體步驟38-47
• 5.1.1 單壁面模型38
• 5.1.2 求解第二條特征線的參數(shù)38-43
• 5.1.3 求解第三條特征線及下游參數(shù)43-47
• 5.2 編程方法47-50
• 5.2.1 Fortran 90 中參數(shù)的定義47-48
• 5.2.2 程序編寫過(guò)程及存儲(chǔ)方式48-50
• 5.3 轉(zhuǎn)折尖點(diǎn)處邊界條件處理方法的機(jī)理研究50-56
• 5.3.1 轉(zhuǎn)折尖點(diǎn)處邊界條件不同提法與對(duì)應(yīng)的特征線網(wǎng)格分析50-52
• 5.3.2 圓弧逼近尖點(diǎn)后的“類扇形”膨脹波區(qū)特性52-56
• 5.4 流場(chǎng)參數(shù)分析56-59
• 5.4.1 氣流方向角等值線分析56-57
• 5.4.2 馬赫數(shù)等值線分析57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68-69
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目69-70
• 附件70-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：739409