基于FLUENT的多油腔动静压轴承油膜压力仿真∗

刘汉阳 李钦奉

（江苏科技大学机械工程学院 镇江 212003）

1 引言

在现代化机械制造业发展的时代，旋转机械向着高速、重载方向发展，特别在汽车制造、船舶制造、航空航天等领域旋转机械的应用变得越来越广泛。旋转机械中最核心的零部件是轴承，其在运转系统中承担着重要的角色，又被称为机械的关节［1］。目前，大多数学者研究轴承静动态特性都是基于数值计算法来求解雷诺方程。雷诺方程是由N-S方程简化而来的，其忽略了惯性项等因素的影响［2］。数值计算法只适用于形状简单的轴承，对于一些形状复杂的轴承需要花费更多的精力和时间。计算流体动力学的基本原理是将物理量场划分为一个个离散的单元，然后在单元上建立代数方程组，最后对代数方程组进行求解，得到物理变量的近似解［3～4］。大型商用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics）软件FLUENT在流体计算方面有着巨大的优势，它能直观反映出流体的流动状态并实现了轴承在运转过程中油膜的可视化。

近年来，国内外学者通过数值计算和仿真研究了轴承在运转过程中油膜的特性。孟曙光等［5］基于有限体积法的计算方法，针对深浅腔动静压轴承，研究了供油压力、主轴转速、浅腔深度、初始油膜厚度、进油孔径、等参数对深浅腔动静压轴承承载特性的影响规律。GUO Zeng-Lin等［6］比较了CFX TASCflow和VT-EXPRESS两种方法在仿真轴承运转时油膜上最大压力的异同，并验证了仿真的合理性。马涛等［7］针对多油腔动静压轴承流体流动的复杂性，使用FLUENT软件研究了轴承轴承内部的压力场。……