快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法技术

本发明专利技术是一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法，包括以下步骤：第一步，用ICEM软件构建圆轴承的3D结构化网格模型；第二步，编写Fluent软件UDF宏文件，包括定义轴颈速度的文件，分别定义油膜间隙流域和进油口流域网格节点坐标的两个文件，和计算轴颈受力并计算出出下一时刻轴颈位置和速度的文件；第三步，将制作的圆轴承网格文件导入Fluent，加载编制好的文件，在Fluent中设置控制条件，进行瞬态计算。本发明专利技术只需在宏文件中更改轴瓦面椭圆方程参数，就可将通用的圆轴承结构化网格转换为其它尺寸参数的椭圆轴承网格，并可进行瞬态流场计算，省时省力。省时省力。省时省力。

【技术实现步骤摘要】
快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法


[0001]本专利技术涉及椭圆轴承计算流体力学
，尤其涉及一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法。

技术介绍

[0002]在进行椭圆轴承油膜流场瞬态计算时，随着轴颈位置变化，油膜间隙流域网格需要变形，轴颈表面平移速度也会不断变化，需要使用动网格技术实时更新变化的油膜间隙流域。而传统的动网格方法在处理动态的轴承油膜间隙网格时，容易出现负体积或者网格畸变的情况，会影响计算精度，迭代发散无法完成计算过程。在椭圆轴承的研究过程中，有时需要研究不同椭圆度，不同油膜间隙比例等对椭圆轴承油膜流场及性能的影响，这就需要在建模时，制作大量的轴承模型并对其划分网格，费时费力。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法。
[0004]本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法，包括以下步骤：
[0005]第一步，用ICEM软件构建圆轴承的3D结构化网格模型；
[0006]第二步，编写Fluent软件UDF宏文件，包括定义轴颈速度的DEFINE_PROFILE文件，分别定义油膜间隙流域和进油口流域网格节点坐标的两个DEFINE_GRID_MOTION文件，和计算轴颈受力并计算出出下一时刻轴颈位置和速度的DEINE_EXCUTE_AT_END文件；
[0007]第三步，将制作的圆轴承网格文件导入Fluent，加载编制好的DEFINE_PROFILE、DEFINE_GRID_MOTION文件和DEINE_EXCUTE_AT_END文件，在Fluent中设置控制条件，进行瞬态计算。
[0008]进一步的，第一步具体为，油膜间隙流域和进油口流域均采用结构化网格，在ICEM软件中将这两个流域分别定义命名。
[0009]进一步的，第二步中，DEFINE_PROFILE文件将DEINE_EXCUTE_AT_END计算出的下一时刻轴颈平移速度赋给轴颈表面。
[0010]进一步的，第二步中，在第一次进行网格更新时将计算出油膜间隙流域各节点所处的层数，并按节点遍历次序将层数保存在一个全局变量中。
[0011]进一步的，第三步中，将制作的圆轴承网格文件导入Fluent，加载编制好的DEFINE_PROFILE、DEFINE_GRID_MOTION文件和DEINE_EXCUTE_AT_END文件。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术只需在宏文件中更改轴瓦面椭圆方程参数，就可将通用的圆轴承结构化网格转换为其它尺寸参数的椭圆轴承网格，并可进行瞬态流场计算，彻底避免了出现负体积网格，省时省力。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的流程示意图；
[0014]图2为本专利技术中圆轴承变椭圆轴承网格节点更新示意图；
[0015]图3为本专利技术中轴颈移动网格节点更新示意图；
[0016]以下将结合本专利技术的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：
[0018]如图1～图3所示，一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法，包括以下步骤：
[0019]第一步，用ICEM软件构建圆轴承的3D结构化网格模型，油膜间隙流域和进油口流域均采用结构化网格，在ICEM软件中将这两个流域分别定义命名；
[0020]第二步，编写Fluent软件UDF宏文件，包括定义每一时刻轴颈速度的DEFINE_PROFILE文件1，定义油膜间隙流域网格更新并将节点层数信息保存于某一全局变量的DEFINE_GRID_MOTION文件2和进油口流域网格网格更新的DEFINE_GRID_MOTION文件3，和计算轴颈受油膜力、重力和转子不平衡力的合力并计算出下一时刻轴颈位置和速度，并将轴颈位置和速度保存在某一全局变量，保存轴颈位移、速度、油膜力、转子不平衡力在一个txt文件的DEINE_EXCUTE_AT_END文件4；
[0021]第三步，将制作的圆轴承网格文件导入Fluent，加载编制好的DEFINE_PROFILE、DEFINE_GRID_MOTION文件和DEINE_EXCUTE_AT_END文件，在Fluent中将入口设置为压力入口边界条件，出口设置为压力出口边界条件，湍流模型选择k
‑
e模型，轴颈面为旋转壁面，设置迭代次数和时间步长，进行瞬态计算。当轴颈轨迹趋于稳定时，判断为计算收敛。
[0022]第二步中，DEFINE_PROFILE文件将DEINE_EXCUTE_AT_END计算出的下一时刻轴颈平移速度赋给轴颈表面，DEFINE_GRID_MOTION文件在第一次更新网格时，识别出油膜间隙流域各网格节点所处的轴向层数和周向角度，并按周向角度不变将轴瓦表面及油膜间隙流域网格坐标由圆轴承型变化为椭圆轴承型，将进油口流域网格按其周向角度不变进行平移，防止进油口流域与油膜间隙流域结合区出现负体积；在第一次网格更新之后，只进行油膜间隙流域网格更新。DEINE_EXCUTE_AT_END文件用于计算轴颈表面所受的油膜力、转自不平衡力和重力的合力，根据合力计算出轴颈下一时刻的位置及平移速度，将轴颈位置和速度保存在某一全局变量中，并保存轴颈位移、速度、油膜力、转子不平衡力在一个txt文件中。在第一次进行网格更新时将计算出油膜间隙流域各节点所处的层数，并按节点遍历次序将层数保存在一个全局变量中。
[0023]在第一次将圆轴承网格节点坐标变化为椭圆轴承网格节点时，以轴颈表面由圆形变为椭圆形的位移增量为基准，将油膜间隙流域其他层的坐标按层数比例进行平移。进油口流域只在第一次更新网格时运行DEFINE_GRID_MOTION宏，之后其各节点坐标不再变化。其中油膜流域节点变化方法为：
[0024]已知圆轴承模型轴瓦半径R1、轴颈半径R0，轴瓦面椭圆方程为读取某一节点坐标为(x0，y0)，该节点层数为k，油膜间隙厚度方向总层数为n，该周向角度上的轴
瓦面坐标位移为该节点坐标位移为在第一次遍历所有节点坐标时，所有节点都是圆轴承将节点层数k按顺序保存在一个变量中。在之后的网格更新中，由于网格节点遍历顺序不变，只需按顺序读取变量中保存的层数，而不用再加以判断所处层数，避免层数判断错误带来负体积网格。由DEINE_EXCUTE_AT_END计算出的轴颈位移Δx、Δy为基准，由于已知节点层数，可直接计算出节点位移为
[0025]其进油口流域节点变化方法为：在模型建立阶段，已知进油口中心的周向角度，则求取该周向角度下轴瓦面的位移，对其流域内所有网格节点坐标施加这个位移。在轴颈转动及平移过程中，进油口区域没有形变，因此只在初始进行一次网格节点更新。
[0026]上面结合附图对本专利技术进行了示例性描述，显然本专利技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本专利技术的方法构思和技术方案进行的各种改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，用ICEM软件构建圆轴承的3D结构化网格模型；第二步，编写Fluent软件UDF宏文件，包括定义轴颈速度的DEFINE_PROFILE文件，分别定义油膜间隙流域和进油口流域网格节点坐标的两个DEFINE_GRID_MOTION文件，和计算轴颈受力并计算出出下一时刻轴颈位置和速度的DEINE_EXCUTE_AT_END文件；第三步，将制作的圆轴承网格文件导入Fluent，加载编制好的DEFINE_PROFILE、DEFINE_GRID_MOTION文件和DEINE_EXCUTE_AT_END文件，在Fluent中设置控制条件，进行瞬态计算。2.根据权利要求1所述的一种快速调整椭圆轴承尺寸参数并能瞬态计算的动网格方法，其特征在于，第一步具体为，油膜间隙流域和进油口流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏朝，孙培波，翟永强，魏艳辉，刘建超，葛占雨，靳振欢，
申请(专利权)人：中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：