圓盤(pán)止推軸承中理想氣體二維柱對(duì)稱流曲線膨脹波系的初步研究.pdf

1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringThePreliminaryStudyonCurveExpansionWaveinTwoDimensionalAxisymmetricFlowofIdealGasinCircularThrustMasterCandidate：MajorSupervisor

2、：BearingZhaoRuibingFluidMachineryandEngineeringProfGuoLiangbinWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430081，PRChinaMay22，2014摘要隨著微細(xì)工程、精密加工、精密儀器及超精密加工等行業(yè)的發(fā)展，氣體軸承的研究越來(lái)越受到重視。氣體軸承內(nèi)氣體的流動(dòng)狀態(tài)分析，對(duì)氣體軸承的工作特性有重要的理論指導(dǎo)意義。氣體軸承

3、中的超音速氣流在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響下會(huì)出現(xiàn)膨脹波，軸承承載力將受到膨脹波的影響，本文采用特征線坐標(biāo)系下的特征線法來(lái)求解漸擴(kuò)間隙圓盤(pán)止推氣體軸承內(nèi)理想氣體曲線膨脹波系以及波后的流動(dòng)參數(shù)。將氣體動(dòng)力學(xué)方程從笛卡爾坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到特征線坐標(biāo)系下，特征線法在特征線坐標(biāo)系下應(yīng)用于平行圓盤(pán)止推氣體軸承內(nèi)一維柱對(duì)稱流馬赫數(shù)的求解，通過(guò)數(shù)值解與理論解的比較分析，驗(yàn)證了特征線坐標(biāo)系下的特征線法應(yīng)用于氣體軸承內(nèi)超音速流求解的可行性。在漸擴(kuò)間隙圓盤(pán)止推氣體軸承的物

4、理模型的基礎(chǔ)上，用特征線法求解了特征線坐標(biāo)系下的非特征初值問(wèn)題。通過(guò)對(duì)不同邊界條件的分析，發(fā)現(xiàn)采用圓弧銜接軸承漸擴(kuò)處的轉(zhuǎn)折并逐步向轉(zhuǎn)折點(diǎn)逼近的邊界條件，才能正確求解出膨脹波區(qū)內(nèi)參數(shù)值。根據(jù)上述方法采用Fortran90編制了求解膨脹波系的計(jì)算程序，計(jì)算出特征線網(wǎng)格點(diǎn)參數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析了氣體在二維柱對(duì)稱徑向流中受到凸壁面轉(zhuǎn)折點(diǎn)擾動(dòng)后膨脹波區(qū)形狀，以及波后的氣流方向。此計(jì)算方法可用于徑向來(lái)流的二維無(wú)旋柱對(duì)稱流中曲線膨脹波的計(jì)算。關(guān)鍵詞：