FLUENT求解轴承力的步骤

FLUENT6.3求解轴承承载力
Gambit生成网格不做赘述，gambit初定压力入口边界in,压力出口边界out，转动壁面边界moving,流体区域fluid。

部分内容如有不详，参考附书263-270.
1启动FLUENT6.3，选用3dpp双精度求解器
2读入MESH文件
File-read-case
3检查网格
Grid-check , done表示网格质量合格，可以计算
4显示网格
Display-grid,选择所有边界
Surface Name Pattern Surface Types ==
| axis f
蛔的I clip-surf 一
exhaust-fan f^n vj
Outline I IMerior I
Di叩lay | Colors^. Close Hwlp |
5标定网格
Grid-scale,单位选择mm,单击scale,单击change length units
结果如下图：
6设置求解器类型
Define-models-solver,选择默认设置
7设置湍流模型
Define-models-visous,选择RNG k-e模型，使用非平衡壁面函数Non-Equilibrium Wall Functions
设置如图所示：
8设置物性
Define-Materials ，设置美孚2号主轴油密度、粘度，如下,
Model
Inviscid Laminar
SpalaH-AIIrnara? [1 tqn]
k-epsilon [2 eqn] k-omcga [2 咨qn]
Reynolds Stress (7 eqn| Detached Eddy Simulation L^rge Eddy Simulation [LES| k-epsilon Model
Slandard & RNG
3
User-Delined Functions RNG Options
Turbulent Viscosity Differential Viscosity Model none
Near-Wall Treatmenl
Standard Wall Functions
• No in -Equilibrium Wall Functions Enhanced Wall Treatment User-H^lp
Model Constants
Properties
Ctiisng|e/Create Delete Close | Help
9设置运算环境
Define-operating conditions,保持默认设置
10设置边界条件
(1) 设置压力入口边界，define-boundary conditions,选择in 边界，设置压力等参数，
(2)设置压力出口边界
(3)设置转子壁面边界
设置转速，以(0 0.003446 -0.06942)为起点，以平行于x 轴的直线为旋转中心轴
四回■
Zone Nnmc nuuliiy Adjacent Cell Zone IFluid
Mnmentum Thermal Radiation Speciec DPM Multiphace UDS
Sprrd (rn (l/s| 10^16.67
Rotation Axis Origin
HotatiorvAxis Direction
x
h
丫 (mm) O.O03M46
邛
2 (mm) -a.8tK942
z \n
& No Slip
L Specified Shear
「Specularity Coeffident 厂 Mardiiyuni StreGG Wall Roughness
OK Cancel I Help
Yi
(4)设置工作流体。

Fluid保持默认11设置求解策略
设定求解参数。

Solve-controls-solution,
12模型初始化
Slove-initialize-initialize,选择in,以压力入口的数值为计算的初
始条件，单击Init,初始化
13、设置残差监视器
slove-monitors-residual,打开对话框，在options 项选择print 和plot,其它的保持默认，点ok
14迭代计算。

solve-Iterate,输入200步，单击iterate迭代计算。

15 保存结果。

File-write-case&date
16、后处理
1）流域内的压力分布
点display-contours,在options 项选择filled （充填式图形）
♦sozoe
4.cec*o©
38*»rO6 3
5er*06
3.3^G*OC
3D*e*O6
2.82e*06
2e-®*oo 2
33e*08
2.0SZ06
1 53e*06
1.340*06 1
1Ow*O©
9E2S
6.06e*06
1.12e*C5
Contours ot Stale Pressure (pascal) Jul 15.2S3
FLUE卜IT 6 3 (3d. dp.
pbns.make)
在图中右点选择page-steup,选择color,然后copy-to-clipboard , 打开画图点粘贴，就得到
9.36e+fl6 S.7&ft*0e 8.l7e+€e 7,57e^e fi.97e*00 6.37E ^{]& 5E8E8 5.1Se*fle
4.5BE^<]e 1.991*00
2.798^® 2.20 6*0 B
1 .Me^ae 1.00s*€6
4.06&*<lS -1.91 -7S6fr405 -1.3S B -H D6 -1 9BZ8
Contours of Static Pressure (pa seal)
FLUENT 6.3 (3d, dp,
2) 力的计算 点 report-force
X z —1—X
Force vector: Cl □ fl)
ptrsiiire fortp n viscous n
FOrf#
n
prt?s&ure
WFrliElMt toui
Udll
-fl.23V212?
IL 网173时，
-
«a KK»7« FiQivin^ -1a 7B5M52eK
(I.3Z51W1 H.3Z51VV32
L5E1EI
uall:0Q1
tJ.15K9327 0.15K9255 -1.1B25JZ2e-&fr 0.24^86657 6一M 圄S
却
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I-ore? vector : (0 1
i
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force
fence
forct
c»ff icl^nt
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cBvfficitflt
n
n
n
UJ11
M0.«AM7
017.99MS T.f W
-1813.5517
F.E”
-2960-9BOB
1232.382*
12M-13V8
29H2.S582
2931.¥墉7 n»t
V.MU1VI5
；
TL7K ■惆 6
F —7WH
T .3M&M5#
1油膜稳态计算
1.1读入网格，检查网格 1.2设定单位，标定网格 1.3定义求解器，稳态求解
1.4定义材料特性参数，美孚二号润滑油密度为801.978kg/m 3,平■均动力粘度 为
0.001684Pa.s 不考虑粘温效应。

设定边界条件，设定进出口压力：进 口压力为2Mpa （表压），出口压力设置为0,操作压力为0.101325 Mpa 。

轴颈转速n=10000rpm,逆时针旋转，外壁面为固壁边界。

雷诺数Re=498.7,
为层流。

1.5定义计算参数，设定欠松弛因子，压力为0.2,密度为0.5,体力为0.5, 动量为
0.5.定义求解策略，压力速度耦合算法采用默认的SIMPLE算法（求解压力耦
合方程组的半隐式方法），压力插值格式采用标准格式，离散格式采用一阶迎风格式。

1.6设定收敛精度。

在计算油膜流场的过程中，连续性方程不容易满足，故残差
收敛标准设置为默认0.001即可。

1.7迭代求解，计算油膜力水平■分力和垂直分力。

求出一轴承力后怎么调节偏位角使径向力分布为想要的情况？
1.8计算电主轴在动静压轴承间隙中的稳态位置，通过修改Gambit日志文件里
的偏心位置值，使Gambit自动运行输出网格，
1.9
并利用FLUNET日志文件自动导入网格并计算改变偏心值后的油膜力。

循环迭代计算，理论上水平■分力应当为0,垂直分力等丁载荷。

当油膜力满足Fx/Fy<0.004,即认为该处偏心值为稳态位置。

1）是先读入msh（gambit的）
2）读入file-read-journal
这里不要选择Journal file
选全选
3）重做1.8, 1.9找到油膜力满足Fx/Fy<0.004的偏位角，认为该处偏心值为稳态位置。