CFX和Fluent在径向滑动轴承润滑计算中的异同探讨_孟凡明.pdf

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1、第３６卷第１期重庆大学学报Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１２０１３年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎ．２０１３文章编号：１０００－５８２Ｘ（２０１３）０１－００７－０８ＣＦＸ和Ｆｌｕｅｎｔ在径向滑动轴承润滑计算中的异同探讨孟凡明，陈原培，杨涛（重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆４０００４４）摘要：基于ＣＦＤ（计算流体动力学）理论，以径向滑动轴承润滑性能计算为例，分析了ＡＮＳＹＳ中ＣＦＤ模块ＣＦＸ与Ｆｌｕｅｎｔ在轴承润滑计算结果的异同。为此，建立了润滑计算模型，并采用两种模块对比分析

2、了不同偏心率、转速及长径比工况下滑动轴承的摩擦学性能。结果表明：两种模块轴承润滑性能计算结果总体趋势基本吻合，但相对Ｆｌｕｅｎｔ，ＣＦＸ计算得到较小的最大油膜压力、轴承承载力和较大的摩擦系数；两种模块在大偏心率、小转速及小长径比工况下的计算结果偏差较大。关键词：轴承；润滑；摩擦学；ＣＦＸ；Ｆｌｕｅｎｔ；异同中图分类号：ＴＨ１３３．３１文献标志码：ＡＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎＣＦＸａｎｄＦｌｕｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｊｏ

3、ｕｒｎａｌｂｅａｒｉｎｇｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎＭＥＮＧＦａｎｍｉｎｇ，ＣＨＥＮＹｕａｎｐｅｉ，ＹＡＮＧＴａｏ（ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｊｏｕｒｎａｌｂｅａｒｉｎｇ’ｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍ

4、ｏｄｕｌｅｓＣＦＸａｎｄＦｌｕｅｎｔｏｆＡＮＳＹＳａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＣＦＤ（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ）ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｏｔｈｉｓｅｎｄ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｓｏｌｖｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅａｂｏｖｅｍｏｄｕｌｅｓ．Ａｎｄｔｈｅｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｊｏｕｒｎａｌｂｅａｒｉｎｇａｒｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｒａｔｉｏ

5、ｓ，ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｓｏｆｂｅａｒｉｎｇ’ｓｌｅｎｇｔｈ－ｄｉａｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｒｅａｃｈｅｄｉｓｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｗｏｍｏｄｕｌｅｓｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｏｖｅｒａｌｌｖａｒｉａｔｉｏｎｔｅｎｄｅｎｃｙｉｎｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌｏａｄ－ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｂｙＣＦＸａｒｅｓｍａｌｌｅｒ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅ

6、ｎｔｉｓｇｒｅａｔｅｒ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｂｙＦｌｕｅｎｔ．Ａｎｄｇｒｅａｔｅｒｄｅｖｉａｔｉｏｎｓａｐｐｅａｒａｔｈｉｇｈｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ，ｌｏｗｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ，ｏｒｌｏｗｒａｔｉｏｏｆｂｅａｒｉｎｇ’ｓｌｅｎｇｔｈ－ｄｉａｍｅｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇｓ；ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ；ＣＦＸ；Ｆｌｕｅｎｔ；ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ径向滑动轴承广泛应用于各种旋转机械中，其方程，从而奠定了流体动力润滑理论的原始

7、基［１－２］摩擦学性能的好坏直接影响着整机的寿命。滑动轴础。通常的摩擦副的润滑求解，是在层流假设条承润滑的计算实际为相关控制方程的求解。件进行，而超出此求解范围（如小膜厚比下），准确的１８８６年，在描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动润滑求解需要使用Ｎ－Ｓ方程。为了全解Ｎ－Ｓ方程，［３］方程（简称Ｎ－Ｓ方程）并作了大量简化的基础上，１９７２年，Ｐａｔａｎｋａｒ等提出了一种压力耦合方程的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ导出了描述润滑膜压力分布的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ半隐式计算格式，即ＳＩＭＰＬＥ算法，成功解决了流收稿日期：２０１２

8、－０８－２７基金项目：国家自然科学基金项目（５０９７５２９７）；教育部新世纪优秀人才项目（ＮＣＥＴ－１０－０８８１）；重庆大学中央高校基本业务费重点项目（ＣＤＪＺＲ１０２８５５０１）；教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（教外司留［２０１１］１５６８）作者简介：孟凡明（１９７１－），男，重庆大学教授，博士生导师，研究方向：内燃机、摩擦学，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｆｍｍｅｎｇ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。８重庆大学学报第３６卷场Ｎ－Ｓ方程中