油液中磨粒输送特性的仿真研究文献综述
2020-05-01 08:41:52
摩擦导致材料的消耗及能源的浪费,影响机器的使用寿命和可靠性,大量统计数据表明摩擦磨损是导致机械动力设备的故障和失效的主要原因。磨损、疲劳和腐蚀是使机械零件失效的主要形式和原因。
液-固两相流在工业上具有广泛的背景。很多时候动力机械油液中都是油液与磨粒微粒共存,在油液输送过程中磨粒也随着油液在流道中流动。磨粒在输送过程中颗粒与颗粒之间的碰撞,颗粒与工件润滑表面之间的碰撞,使固体颗粒不断受到冲击力和摩擦而受到磨损,同时在工件表面优惠产生新的磨粒颗粒,使工件表面磨损。所以研究磨粒在油液中的输送特性是很有必要的,对于磨粒磨损有着非常重要的意义。
目前关于用流体软件分析油液中磨粒微粒的研究处于探索阶段。现在已经有学者对液-固两相的磨损机理进行研究,由于油液中磨粒颗粒的受力及流体流动的复杂性,现在的许多研究都是基于试验,所得到的结果均为经验公式,而且还受到试验条件的限制。
近年来,随着计算机计算能力的增强,计算速度的提高,以计算流体力学(CFD)为基础数值模拟软件发展迅速,通过软件建立流体流动的仿真模型,再通过有限元流体计算方法进行计算。本次设计就是基于FLUENT软件对油液中磨粒输送特性进行仿真研究以及对数据结果的分析。
ANSYS FLUENT CFD求解是基于有限体积法,通过数值控制方法求解质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、组分守恒方程、体积力等控制方程组以求得流场解。首先定义材料的属性:流体、固体或混合物,然后选择合适的物理模型,再指定操作条件、边界条件,提供初始值,设置求解器控制参数、监测收敛参数。以上工作完成后再通过迭代求解这些离散的方程直至收敛。最后再对所得到的结果进行分析检验。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}1.此次设计的主要内容(初步的技术方案):
1).对于相关的中文及英文文献的查找和阅读,初步了解本次设计一些相关的研究背景;
2).了解磨粒的生成机理以及对磨粒在油路流场中的受力传输分析;
3).使用FLUENT软件进行仿真。拟采用欧拉-拉格朗日方法对固液两相流进行仿真,及FLUENT的离散相模型追踪颗粒。定义材料的属性为液固二相流混合物建立流场输送模型,指定操作条件、边界条件,初始值对磨粒颗粒在流道中的受力输送特性进行仿真模拟。
4).仿真结果的分析与总结。