圓盤止推軸承中理想氣體二維柱對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越受到重視。氣體軸承內(nèi)氣體的流動狀態(tài)分析，對氣體軸承的工作特性有重要的理論指導意義。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系下的特征線法來求解漸擴間隙圓盤止推氣體軸承內(nèi)理想氣體曲線膨脹波系以及波后的流動參數(shù)。將氣體動力學方程從笛卡爾坐標系下轉(zhuǎn)換到特征線坐標系下，特征線法在特征線坐標系下應(yīng)用于平行圓盤止推氣體軸承內(nèi)一維柱對稱流馬赫數(shù)的求解，通過數(shù)值解與理論解的比較分析，驗證了特征線坐標系下的特征線法應(yīng)用于氣體軸承內(nèi)超音速流求解的可行性。在漸擴間隙圓盤止推氣體軸承的物

4、理模型的基礎(chǔ)上，用特征線法求解了特征線坐標系下的非特征初值問題。通過對不同邊界條件的分析，發(fā)現(xiàn)采用圓弧銜接軸承漸擴處的轉(zhuǎn)折并逐步向轉(zhuǎn)折點逼近的邊界條件，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算程序，計算出特征線網(wǎng)格點參數(shù)，根據(jù)計算結(jié)果分析了氣體在二維柱對稱徑向流中受到凸壁面轉(zhuǎn)折點擾動后膨脹波區(qū)形狀，以及波后的氣流方向。此計算方法可用于徑向來流的二維無旋柱對稱流中曲線膨脹波的計算。關(guān)鍵詞：