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相似文献
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1.
油-气润滑系统工作过程中,润滑油膜受微油滴冲击和压缩空气扰动影响易形成气泡夹带现象,气泡夹带行为将对壁面润滑油膜层的形成及流动过程产生重要影响。基于VOF数值模拟方法,对含气泡油膜沿倾斜壁面的流动行为进行研究,考察了气泡的存在对油膜形态和流动速度的影响规律,以及气泡破裂阶段空腔邻域内流体压力变化特性。研究表明,油膜夹带气泡的形变和迁移诱发气泡周围微流场的速度扰动现象,导致气液界面处产生非均匀速度梯度分布,进而引发油膜表面的形态波动。气泡发生破裂时,油膜空穴部位发生明显的正负压力波动现象,气泡附近壁面将承受一定的交变载荷作用。  相似文献   

2.
分子量级超薄油膜的润滑特性与流体润滑及边界润滑的都有所不同,而且在超薄油膜中也同样存在着润滑剂的流动。因此,利用分子动力学方法模拟了超薄油膜中的压力流动,模拟中采用了刚性分子流体模型,重点研究固体壁面对流动的影响,结果表明,当油膜厚度远比流体分子“直径”大时,模拟所得速度剖面和流量均与流体力学的理论值基本一致;随着油膜厚度逐渐变薄,压力流动或动压流因受到固体壁面的阻碍作用而不断减小;当油膜厚度减小到几个分子直径量级时,两固体壁面之间的流体分子发生固化或晶体化,由此而导致压力流动消失。这可能是流体动力润滑向边界润滑转化的机理之一。由这些研究结果可见,分子动力学模拟在薄膜润滑研究中具有广阔的应用前景。  相似文献   

3.
黏度对流固界面滑移影响的试验研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
为了研究微纳米间隙下固液界面间流体的流动及输运特性,本文改进了商用的原子力显微镜,并利用其对微纳米间隙下固液界面的边界滑移现象进行了试验研究,重点考察了流体黏度对边界滑移的影响.固体壁面样品采用Si(100)表面,试验液体采用不同黏度的去离子水和蔗糖溶液.结果表明,Si(100)表面与去离子水和蔗糖溶液作用会发生边界滑移,而且随着溶液黏度的升高,滑移长度也随之升高,表现了边界滑移与流体黏度的相关性.所得结果对于微流体输运与控制有重要的理论意义与实际价值.  相似文献   

4.
超薄油膜润滑的分子动力学模拟:I.刚性分子模型   总被引:5,自引:3,他引:5  
胡元中  王慧 《摩擦学学报》1995,15(2):138-144
分子量级超薄膜的润滑特性与流体润滑及边界润滑的都有所不同,而且在超薄油膜中也同样存在着润滑剂的流动,因此,利用分子动力学方法模拟了超薄油膜中了压力流动,模拟中采用了刚性分子流体模型,重点研究固体壁面对流动的影响,结果表明,当油膜厚度远比值体分子“直径”大时,模拟所得速度剖面和流量均与流体力学的理论值基本一致,随着油膜厚度逐渐变薄,压力流动或动压流因受到固体壁面的阻碍作用而不断减小,当油膜厚度减小到  相似文献   

5.
张勇斌 《力学学报》2010,42(4):710-718
建立接触模型,理论分析了微接触中边界膜剪切弹性模量对于接触性能的影响. 接触区由两平行平面形成,属一维接触. 上接触表面为粗糙表面,具有矩形微凸体. 下接触表面为光滑平面. 两接触表面均处理成刚性表面. 微接触区中充满流体. 它分成两个子区,在微接触的出口区由于极小的接触间隙充满边界膜,在微接触的入口区由于接触间隙较大充满流体膜. 边界膜和流体膜行为决定整个微接触性能. 当膜厚较大时,这里边界膜可看成纳米级薄膜. 由于上接触表面处有限的剪应力承受能力,边界膜可于上接触表面滑移. 设下接触表面处剪应力承受能力很大而边界膜在下接触表面不滑移. 由于边界膜-接触表面间相互作用,边界膜黏度、密度和剪切弹性模量均沿膜厚变化,在理论分析中使用它们的等效值,这些值与边界膜厚度有关. 流体膜在两个接触表面均不发生滑移,分析中不考虑流体膜剪切弹性模量. 流体膜采用传统分析法. 给出了理论分析和若干变工况参数下的计算结果.   相似文献   

6.
基于载荷分担理论的渐开线斜齿轮热混合弹流润滑分析   总被引:5,自引:4,他引:1  
沿接触线把斜齿轮分成许多小薄片,每一薄片看成具有当量角速度的直齿轮,根据欧拉方程得到任一接触点处的曲率半径和表面速度.然后基于载荷分担、弹流润滑和粗糙线接触理论,建立了考虑表面粗糙度的斜齿轮传动混合热弹流润滑模型.研究了斜齿轮传动稳态载荷分布下牛顿流体和Carreau流体时的润滑特性.结果表明:牛顿流体和Carreau非牛顿流体模型下,中心油膜厚度、油膜承载比例、油膜温升随时间和接触线的变化规律相同.牛顿流体下的摩擦系数较工程实际偏大.Carreau非牛顿流体模型下摩擦系数和工程实际相符,其随接触线啮合位置的变化规律与油膜厚度正好相反.  相似文献   

7.
含油轴承基体中油液的渗流特性对轴承油膜润滑性能影响显著. 以不同孔隙率分布的环面复层含油轴承为研究对象,利用达西定律建立复层含油轴承基体中流体渗流的控制方程,在极坐标下建立环面复层含油轴承系统渗流润滑模型,研究复层环面副系统中油膜压力分布规律,分析轴承结构参数及孔隙渗流行为对油膜润滑性能的影响. 结果表明:复层含油轴承的流体动压力主要发生在环形摩擦面间,从摩擦界面到轴承底面,流体压力逐渐由外缘向圆心部位传导,流体动压力作用面积逐渐增大,压力峰值逐渐降低;随着倾角增大,摩擦界面间的油膜动压效应增强,油膜润滑性能变好;随着表层渗透率或厚度减小,摩擦界面间的油膜的渗流效应减弱,油膜润滑性能提高;与普通单层含油轴承相比,含致密表层的复层含油轴承能降低整体孔隙率,防止过多轴承间隙油液渗入多孔介质,提高轴承润滑性能. 研究工作为明晰环面复层含油轴承渗流行为及润滑机理提供一定理论依据.   相似文献   

8.
基于润滑特性仿真的燃油泵滑动轴承优化设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
磨损加剧是低介质黏度和自冷却结构燃油泵滑动轴承主要失效机制,为提高轴承使用寿命,论文提出了一种基于滑动轴承润滑特性分布规律的轴承优化设计方法.首先基于油膜动压润滑流动的Reynolds方程和等效黏度润滑流动模型,以绝热流动为假设简化滑动轴承内部流动的能量方程,构建一种联合Reynolds方程和绝热流动能量积分方程的燃油泵滑动轴承热流润滑模型.其次采用CFD数值模拟和有限差分法相结合的混合仿真方法,分别对不同间隙比、偏心率、宽径比条件下的滑动轴承的润滑特性进行了仿真,最后采用基于遗传算法的间接法优化方法进行滑动轴承结构优化设计.研究结果表明:优化后的轴承偏心率为0.822 4,宽径比为1.2,油膜厚度为2.7μm,平均温升为36℃,滑动轴承油膜承载力试验测试值与仿真计算值间的误差最大不超过5%,表明轴承能够很好地承受燃油泵的径向力载荷,从而保证轴承与轴瓦不发生摩擦接触并具有良好的润滑性能.  相似文献   

9.
经典雷诺润滑理论建立在无壁面滑移的假设基础之上。近年来许多试验报告了发生在流体膜流动的壁面滑移证据。本文研究了两固体表面间的流体膜流动特性和流体动力学,发现壁面滑移显著影响膜的流体动力学问题,流体动压力不仅受黏度和几何间隙的影响,而且还由壁面滑移和表面运动强力控制,通过控制表面的吸附性质,甚至可以得到零摩擦表面。另一方面,如果两个表面具有相同的滑移特性,存在一个临界滑动速度使得流体动压效应完全消失;但是在纯滚动条件下,即使界面极限剪应力很小,仍然有相当可观的流体动压效应。  相似文献   

10.
近年来,壁面滑移在纳米流变学、微流体力学、薄模润滑和微机电系统(MEMS)等领域越来越引起关注。以前大部分研究集中于表面初始极限剪应力对薄模润滑的壁面滑移和流体动力学的影响。本文通过一个极限剪切应力比例系数主要研究了与压力相关的壁面滑移滑动间隙流体动压力产生中的作用,发现极限剪切应力比例系数以相反的两种方式影响着流体膜的流体动力学:在高初始剪应力区使流体动力增加,但在低初始剪应力区使流体动力减小,这意味着就极限剪切应力比例系数影响流体动压力而言,存在一个初始极限剪切应力的转换点。但是在界面滑移存在时,较小的极限剪切应力比例系数总是产生较小的摩擦阻力。  相似文献   

11.
Rao  P. S.  Rahul  A. K. 《Meccanica》2019,54(15):2399-2409

The present article carries out the study of viscosity variation of non-Newtonian fluid with the homogeneous porous wall on wide parallel rectangular-plate based on the Rabinowitsch fluid model. The non-linear modified Reynolds equation is derived for the lubrication of rectangular squeeze film bearing with viscosity variation and porous parameter. Using the Morgan–Cameron approximation, the nonlinear Reynolds-type equation for squeeze-film which governs the film pressure is solved within the fundamentals of small perturbation technique. The characteristic of the wide parallel rectangular-porous plate is numerically computed for different physical quantities such as film pressure, load carrying capacity and response time. Moreover, as limiting cases some of the results from the available literature are recovered also. Further, the findings reveal that the viscosity variation of non-Newtonian fluid and the presence of porous wall lead to reduction in the load capacity and the response time respectively. Here, the porous matrix consists of a system of capillaries of very small radii with the homogeneous porous wall. The impact of porosity is incorporated as a result it acts as self-lubrication on bearing surface. Also, the effect of viscosity variation is one of the most important characteristics of fluid which helps in the design of bearings for lubrication in engineering and industrial applications.

  相似文献   

12.
微机电系统的微观摩擦学研究进展   总被引:14,自引:7,他引:7  
对微机电系统的微观摩擦学研究现状进行了综述,介绍了在微机电系统中摩擦学呈现的各种新特征,以及材料、环境和不同工况条件对微机电系统运行稳定性的影响,从微观摩擦学角度探讨了微机电系统的润滑问题,介绍了表面改性和薄膜润滑等在解决微机电系统润滑问题方面的研究现状,并对相关领域的工作进展进行了总结和展望。  相似文献   

13.
流体动力润滑油膜破裂的热力学失稳机理   总被引:1,自引:0,他引:1  
分析了流体动力学润滑过程中的热量传递及对润滑剂流变特性的影响,得出了流体动力润滑油膜发生热力学失稳的条件,建立了描述润滑剂温度非牛顿效应的本构方程数值计算结果表明,由于温度的影响,流体动力润滑油膜存在最大承载能力;在临界状态,微小的扰动将会引起油膜失稳而丧失承载能力。初步揭示了流体动力学力润滑膜破失效的内在力学机制。  相似文献   

14.
含油轴承是一类重要的减摩自润滑零件,轴承基体中油液的渗流特性对表面润滑性能有重要影响. 建立含油轴承孔隙渗流与表面油膜润滑的耦合力学模型,分析含油轴承系统中油液的渗流特性,探讨轴承表面油液的供油行为与自润滑机理. 结果表明:在含油轴承的收敛区内同时存在周向旋转流、径向伸缩流和法向渗析流,油液在各方向上的流动状况由该向流体压力梯度决定;受油膜压力影响,油液在接触区向多孔基体渗入,在接触区入口部位向多孔表面析出,由此构成了油液渗入和析出的闭环速度流线,增强摩擦界面间的泵吸效应. 油液在法向上的渗析速度随中心膜厚增加而减小,随转速升高而增大,渗析速度越大,对泵吸效应的增强作用越显著,接触区入口的油液也更易进入摩擦界面,保障含油轴承的良好自润滑效果. 研究结果对揭示含油轴承的供油自润滑机理具有重要意义.   相似文献   

15.
We study the peristaltic transport of a Bingham fluid in a channel with small aspect ratio whose walls behave as a periodic traveling wave. The governing equations in the unyielded phase are obtained writing the integral formulation for the momentum balance. As shown in Fusi et al. (2015), this approach allows to overcome the so-called “lubrication paradox” which may arise in the thin film approximation. We consider the case in which the inlet flux is prescribed and the one in which the flow is driven by a given pressure drop. In both cases the solution of the problem is determined solving a nonlinear integral equation for the yield surface. We perform some numerical simulations to illustrate the behavior of the yield surface, assuming that the traveling wave describing the peristaltic motion has a sinusoidal shape.  相似文献   

16.
航空发动机轴承腔中油滴运动与沉积的特性分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文在获得轴承腔中气相介质流场的基础上,采用Lagrangian方法建立油滴在气相介质流场中运动的分析模型,通过瞬时步进法数值模拟油滴的运动过程,获得了油滴直径和旋转轴转速对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律.基于获得的油滴与腔壁碰撞前的运动状态,以及结合油滴与腔壁的碰撞模型,实现了油滴直径和旋转轴转速对碰撞后油滴沉积率和动量转移率影响规律的分析.结果表明:油滴直径和旋转轴转速对油滴速度及轨迹,以及油滴沉积率及动量转移率都有很大影响,而且前者的影响更为明显.与国外同等条件下的试验结果对比表明,本文提出的油滴运动与沉积特性分析方法具有较好的可靠性和精度.碰撞前后油滴运动状态和沉积率及动量转移率的计算,为下一步油膜厚度和速度的计算,继而为轴承腔润滑设计和换热分析提供了初始条件.  相似文献   

17.
The present investigation is devoted to the study of fully developed mixed convective flow through a vertical porous channel. The lateral variations of porosity and thermal diffusivity in the bed near the wall, are approximated by exponential functions. The correlation between permeability and porosity is brought through Kozney-Carman approximation. The volume averaged one dimensional low speed momentum equation proposed by Vafai is employed for the analysis of the problem. Results are obtained for steady heating of ascending cold fluid and steady cooling of ascending hot fluid. For the above physical situations it is observed that the heat transfer rate, and ratio of friction factor increases with increase in porous parameter, whereas the ratio of mass flow rate decreases with increase in porous parameter. The velocity profiles exhibit hydrodynamic channelling and peak velocity shifts towards the wall for higher values of the porous parameter. For steady heating of ascending could fluid increase in Rayleigh number enhances the heat transfer rate, and mass flow rate, while it reduces the ratio of friction factor. An opposite trend is observed for the case of steady cooling of ascending hot fluid.  相似文献   

18.
The present paper reports a complete set of measurements made with a two-component phase Doppler anemometer of the two-phase flow generated at the impact of a transient gasoline spray onto a flat surface. The spray is generated by a pintle injector and the fuel used was gasoline. The measurements of droplet size–velocity were processed to provide time fluxes of number, mass, normal momentum, and energy of the poly-dispersion of droplets ejected at impact, and analyzed based on predictive tools available in the literature. The results show that splash is the dominant mechanism by which secondary droplets are ejected from the surface, either in the stagnation region or in the core region of the spray. In the stagnation region, a large fraction of each incident droplet adheres to the surface and the axial incident momentum contributes with a larger parcel than tangential momentum. As a result, the normal velocity of ejected droplets is much smaller than that of the original incident droplets, while tangential velocity is enhanced. The region near the stagnation point is immediately flooded upon impact of the leading front of the spray, forming a liquid film that is forced to move radially outwards as droplets continue to impinge during the steady period. Spray/wall interaction in the core region thus occurs in the presence of a moving thin liquid film, which enhances transfer of tangential momentum. As a result, film spreading and dynamics as a result of impingement forces are crucial to accurate model spray/wall interaction. The outer region of the spray is dominated by the vortical structure induced by shear forces, which entrains small responsive secondary droplets to re-impinge. Furthermore, prediction of the outcome of spray impact requires a precise knowledge of the two-phase flow in the presence of the target.  相似文献   

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