عنوان پایان‌نامه
مدل سازی و تحلیل هیدرو دینامیکی یاتاقان های کفشکی لولایی(TP)
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2644
- تاریخ دفاع
- ۰۹ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- بهروز کریمی
- استاد راهنما
- مسعود شریعت پناهی
- چکیده
- لتیس بولتزمن گروهی از دینامیک سیالات محاسباتی است که ریشه در تئوری جنبشی گازها دارد. این روش در ده سال اخیر بهعنوان روش عددی جایگزینی در دینامیک سیالات محاسباتی توسعه دادهشده است. در مقایسه با روشهای دینامیک سیالات محاسباتی بسیار مجهز امروزی، که بر اساس فضای پیوسته بنانهاده شدهاند، روش لتیس بولتزمن از تئوری جنبشی گسسته در فضا سرچشمه گرفته و با وعده بستر برتر عددی و مفهومی، ظهور پیداکرده است. روش لتیس بولتزمن در شبیهسازی میدان جریانهای مختلفی تحت شرایط گوناگونی بهکاربرده شده است. یاتاقان های هیدرودینامیک لغزشی در ماشین های دوار مختلفی از قبیل پمپها، کمپرسورها، پنکهها، توربین ها و ژنراتورها کاربرد وسیعی دارند. پیچیدگی مدلسازی یاتاقانهای لغزشی باعث شده است که بسیاری از محققین به سادهسازیهای زیادی روی بیاورند. بهویژه، در بسیاری از تئوریها شرایط تغذیه به شکلی بسیار سادهشده مدلسازی شده است و همچنین از نیروهای اینرسی صرفنظر شده است. در این پژوهش به کاربرد روش لتیس بولتزمن در روانکاری با لایه نازک پرداخته می شود. در مقایسه با روش های عددی سنتی در روانکاری، روش لتیس بولتزمن از نیروهای اینرسی صرف نظر نمی کند. پیاده سازی روش لتیس بولتزمن برای هندسه های پیچیده آسانتر از حل گرهای ناویر استوکس است. . شرایط مرزی دیواره و همچنین مدل با زمان آرامش چندگانه مورد بررسی قرارگرفته است. کاویتاسیون در یاتاقان به روشی ساده در نظر گرفته شده است. حل روش لتیس بولتزمن برای دو حالت کلاسیک با حل تحلیلی و حل رینولدز یا ناویر استوکس مقایسه شده است. نتایج روش لتیس بولتزمن برای حالت هایی که در نظر گرفته شد قابل قبول بود.
- Abstract
- During the last ten years the lattice Boltzmann equation (LBE) method has been developed as an alternative numerical approach in computational fluid dynamics (CFD). Originated from the discrete kinetic theory, the LBE method has emerged with the promise to become a superior modeling platform, both computationally and conceptually, compared to the existing arsenal of the continuum-based CFD methods. The LBE method has been applied for simulation of various kinds of fluid flows under different conditions. Hydrodynamic journal bearings are commonly used in various rotating machines such as pumps, compressors, fans, turbines and generators are widely used in industries. The complexity of the problem has lead frequently to the use of oversimplified models. Particularly, the incorporation of lubricant supply conditions was normally made in an oversimplified way in most theoretical approaches and also inertia forces has been neglected. This thesis deals with the application of the lattice-Boltzmann method (LBM) to fluid-film lubrication. Compared with the traditional computational approach in lubrication (based on Reynolds equation), LBM does not neglect inertia forces. The implementation of LBM is less demanding than that of the Navier–Stokes solvers for complex geometric configurations. Various wall boundary conditions, as well as the multiple relaxation time model, are discussed. Bearing cavitation is approached in a simplified manner. The LBM solutions for two classic configurations are compared with the corresponding analytic and numeric solutions of the Reynolds or Navier–Stokes equations. The LBM results were satisfactory for the investigated cases.
