綠色交通系統(tǒng)受材料科學、生產(chǎn)工藝以及配套服務(wù)設(shè)施的限制,很難在短時間內(nèi)實現(xiàn)真正的普及,使用液體燃料的內(nèi)燃機在未來幾十年在各行各業(yè)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。減少內(nèi)燃機內(nèi)部摩擦造成的機械損失已成為當下和今后主要攻克的難題之一,給內(nèi)燃機各組件提供良好的潤滑條件是最行之有效的方式,因此研究內(nèi)燃機內(nèi)部潤滑油膜的輸運機理,指導潤滑油的開發(fā)和內(nèi)燃機各組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計在學術(shù)上和工程上均有重要意義。在內(nèi)燃機內(nèi)部,活塞組與缸套間的摩擦損失占比最高,但活塞組與缸套間潤滑油傳輸過程是一個極其復雜的瞬態(tài)過程,給實驗研究帶來很多困難。數(shù)值模擬為活塞組-缸套間潤滑油輸運過程研究提供了有效手段。在活塞裙部與缸套,活塞環(huán)岸以及活塞環(huán)與缸套間潤滑油的輸運過程伴隨復雜的多相間相互作用,自由液面演化和潤滑油膜的大變形行為,基于雷諾方程的經(jīng)典潤滑理論在計算涉及自由液面演化、外部強制作用下的潤滑油膜大變形問題時會遭遇多重解或數(shù)值震蕩等困難。光滑粒子動力學(SPH)作為一種純拉格朗日無網(wǎng)格方法,在處理多相間界面移動,自由表面演化以及流體結(jié)構(gòu)大變形等復雜流體問題有獨特優(yōu)勢。本文利用Navier-Stokes方程描述潤滑油膜的輸運過程,首次采...

【文章來源】： 中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：162 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 活塞組-缸套間潤滑問題概述
        1.2.1 活塞裙部-缸套間的潤滑
        1.2.2 活塞環(huán)-缸套間的潤滑
        1.2.3 活塞環(huán)岸
        1.2.4 潤滑油膜中的自由表面行為
        1.2.5 基于雷諾方程的經(jīng)典潤滑理論介紹
    1.3 活塞組-缸套間潤滑問題的研究進展
        1.3.1 實驗研究
        1.3.2 數(shù)值模擬研究
        1.3.3 SPH方法在潤滑問題中的應(yīng)用
    1.4 本文的主要研究工作
第二章 潤滑油輸運問題的SPH理論及數(shù)值處理方法
    2.1 SPH方法的基本原理
        2.1.1 核近似
        2.1.2 粒子近似
    2.2 光滑函數(shù)
        2.2.1 光滑函數(shù)的性質(zhì)
        2.2.2 經(jīng)典核函數(shù)
    2.3 流體力學控制方程
        2.3.1 連續(xù)介質(zhì)力學控制方程
        2.3.2 控制方程的離散
        2.3.3 壓力求解方法
        2.3.4 人工粘性
    2.4 提高數(shù)值精度的方案
        2.4.1 周期性密度修正
        2.4.2 核梯度修正
    2.5 邊界處理
    2.6 時間積分
        2.6.1 蛙跳格式
        2.6.2 預估校正格式
        2.6.3 CFL條件
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于SPH方法的活塞裙部-缸套全油膜潤滑下的潤滑油輸運研究
    3.1 引言
    3.2 模型的建立
    3.3 SPH方法的改進
    3.4 結(jié)果及分析
        3.4.1 SPH方法的驗證
        3.4.2 粘性的影響
        3.4.3 轉(zhuǎn)速的影響
        3.4.4 速度幅值的影響
        3.4.5 綜合分析
        3.4.6 典型的速度分布
        3.4.7 間隙高度的影響
    3.5 討論
    3.6 本章小結(jié)
第四章 粒子間作用力表面張力模型建立及其應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 粒子間作用力表面張力模型
    4.3 計算結(jié)果及分析
        4.3.1 光滑長度的影響
        4.3.2 徑向物理性質(zhì)的影響
        4.3.3 總動能的影響
        4.3.4 粒子間作用力模型引起的應(yīng)力不穩(wěn)定性
        4.3.5 浸潤現(xiàn)象模擬
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于SPH方法的活塞環(huán)岸潤滑油輸運數(shù)值研究
    5.1 引言
    5.2 活塞環(huán)岸潤滑油膜的特征
    5.3 計算結(jié)果與分析
        5.3.1 平板上預先不存在潤滑油
        5.3.2 平板上預先有潤滑油
        5.3.3 活塞環(huán)岸上的潤滑油輸運
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于SPH方法的活塞環(huán)潤滑的數(shù)值研究
    6.1 引言
    6.2 計算模型
    6.3 計算結(jié)果及分析
        6.3.1 潤滑油壓力及速度變化
        6.3.2 活塞環(huán)前緣潤滑油的積聚
        6.3.3 渦的運動
        6.3.4 監(jiān)測點的壓力演化過程
        6.3.5 活塞環(huán)周圍的壓力分布
        6.3.6 缸套附近的壓力分布
        6.3.7 自由液面的變化
        6.3.8 討論
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 SPH方法的改進
    7.2 SPH方法的應(yīng)用
    7.3 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]柴油機關(guān)鍵摩擦副的摩擦潤滑性能研究[D]. 劉娜.山東大學. 2012
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本文編號：3552609