迷宫密封非线性动力特性的数值计算方法

随着旋转机械的高参数化,迷宫密封气流激振问题越来越严重.为了能够深入分析迷宫密封与转子耦合系统的非线性动力学行为,提出了一种基于商用CFD软件Fluent计算的数值方法.通过流场分析计算出不同偏心和不同涡动角速度下的迷宫密封非线性气动力,进而求出相应的动力特性系数,从而得到任意位移和速度扰动下的密封非线性气动力.同时讨论了Fluent中入口总压和静压的设置.数值计算表明,气动力与偏心的关系是非线性的,正向预旋不利于系统的稳定性;在有预旋的情况下,随着进出口压差增大,交叉刚度负向增大,主阻尼减小,易使转子系统失稳.