давлением питания
p
п
через постоянные дроссели поступают расходы
жидкости
Q
др
i
(
i
= 1
,
2
,
3
,
4
).
В цапфе находится шток
2
. Под действием внешней радиальной
нагрузки шток смещается вдоль оси
z
на величину эксцентриситета
e
, что вызывает появление клиновидного зазора (см. рис. 1). Сила, со-
здаваемая перепадом давления в камерах ГО, стремится вернуть шток
в исходное положение. Эта сила характеризует несущую способность
ГО. Другой характеристикой является расход
Q
у
i
жидкости, протека-
ющей через ГО.
Математическое моделирование течения вязкой жидкости в
гидростатической опоре.
При составлении математической модели
и ее исследовании численными методами использовался программ-
ный комплекс STAR-CD, который является одним из основных пакетов
так называемого тяжелого класса CFD (Computational Fluid Dynamics).
Он предназначен для анализа гидро- и газодинамических процессов в
промышленном оборудовании, в транспортных средствах, в окружа-
ющей среде и т.п. Комплекс содержит высокопроизводительный ре-
шатель для трехмерных уравнений Навье–Стокса. Соответствующие
разностные уравнения построены методом конечных объемов. При
этом применены различные полностью неявные и смешанные схемы
от первого до третьего порядка аппроксимации. Например, такие как
схема Крэнка–Николсона по времени, схемы QUICK и MARS по про-
странству и др. Решения уравнений находятся с помощью известных
релаксационных алгоритмов SIMPLE, PISO и SIMPISO.
Основной проблемой при расчете течения жидкости в щелях ГО
является достаточно малое отношение величины зазора к его длине.
Это приводит к тому, что ячейки сеточной модели получаются вытя-
нутыми вдоль одного направления, что приводит к плохой сходимости
решения. Однако эффективная параллелизация алгоритма решения в
используемом программном комплексе в сочетании с методиками ав-
томатизированного разбиения области течения позволяют моделиро-
вать задачи любой степени геометрической сложности, включая ка-
пиллярные течения, а также течения в щелях с малыми зазорами. Га-
рантией качества расчета является широкое использование програм-
мы промышленными корпорациями, инжиниринговыми фирмами и
научно-исследовательскими центрами, как российскими, так и зару-
бежными.
Основой математической модели течения вязкой жидкости в щели
ГО являются фундаментальные уравнения механики жидкости, кото-
рые для краткости можно записать, используя числовую индексацию
декартовых координат
x
1
,
x
2
,
x
3
и проекций
V
1
,
V
2
,
V
3
вектора скорости
жидкости [7]. Соответственно уравнение неразрывности несжимаемой
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 17
