多孔质静压径向轴承的理论建模与数值计算

为计算多孔质静压径向轴承静特性,基于雷诺润滑方程、多孔质达西方程和连续方程,建立了考虑多孔质-气膜交界面速度滑移的多孔质轴承流动模型。采用有限差分法、变步长差分格式、逐次超松弛法,提出Laplace-Neumann虚拟节点法,建立了流动控制方程组同时迭代的数值方法,编写了快速稳定的求解器PBS(porous bearing solver)。PBS承载能力、压力场、速度场等与ANSYS Fluent相近,但PBS实现了即时仿真。利用PBS分析了供给压差和润滑剂黏度对静特性的影响,结果表明:随着供给压差增大,承载能力和供给流量线性增大,供给功耗平方增大。随着黏度增大,承载能力略微增大,流量和功耗线性减小。随着偏心率增大,承载能力、流量及功耗增大。该自主求解器和结论可为多孔质轴承设计提供参考。