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《北京工业大学》 2011年
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微尺度下油膜缝隙流动中的壁面滑移特性研究

王国斌  
【摘要】:缝隙流动大量应用于液压传动、静压支承、液体薄膜润滑等液体动力学系统中。传统的缝隙流动理论分析,假设液体粘度为常数,而随着机械设备高速精密化发展,缝隙流动理论面临大载荷、超高温、极高速、非稳定等极端工况条件的挑战。尤其当缝隙流动间隙厚度降低为微米级时,其缝隙内部流动规律将明显区别于宏观流体流动行为,表现为明显的非连续效应、壁面效应和低雷诺流动等微观流动流体特征。对于微观流动力学,其固液交界处滑移现象研究成为微流体力学的基础课题,壁面滑移也成了影响微观流动的重要因素。对微米级缝隙流动进行深入的滑移规律研究将推动缝隙流动的设计和应用,并为微观流动流体中的滑移应用提供新的思路,具有重要的科学研究意义。 本文从微观角度对缝隙流动进行了数值分析研究,充分考虑壁面滑移特性、微观壁面表观粘度、温粘特性等因素对缝隙流动特性的影响。并对微观因素作用下的缝隙流动进行对比分析,探索多因素耦合共同作用下的缝隙壁面滑移行为变化规律: (1)通过计算流体力学方法对微米级油膜缝隙流动中的近壁面滑移问题进行分析。对静压支承系统中封油边内油膜缝隙流动边界条件,采用基于Navier滑移模型的滑移边界条件。从数值模拟和理论两方面讨论壁面滑移系数对微米缝隙流动特性的影响,侧重分析考虑温粘特性和非牛顿流体属性对油膜缝隙流动特性分布和壁面滑移速度的影响。研究表明在微观尺度下具有界面滑移的油膜缝隙流动区别于无滑移的缝隙流动特性,其中温粘特性将最大限度地影响壁面滑移速度大小和缝隙流动特性分布。 (2)对微尺度下的方腔微流动特性进行数值分析时,以压力驱动和剪切力驱动的方腔微流动为研究对象,分析探索壁面滑移作用对微型方腔中液体流动涡的影响。理论推导基于边界层厚度的边界滑移新模型,并用于压力驱动方腔微流动特性分析计算中。数值分析结果表明滑移壁面条件将改变方腔流动涡规律:在压力驱动方腔微流动中滑移壁面条件对方腔内涡区的生长发展起抑制作用;在剪切拖曳方腔微流动中,滑移壁面边界将影响方腔内涡分离线位置和形状,强滑移作用将促进腔底部对称涡的形态变化。基于边界层厚度的新滑移模型更适用于方腔犄角处壁面边界条件,其能更好地反映流动突变处壁面滑移变化的发展规律。 (3)在旋转对称密封圆盘缝隙为研究对象时,从理论和数值分析滑移边界条件下的旋转对称密封圆盘缝隙的流量和承载性能。同时考虑温粘关系和非牛顿流体属性对旋转圆盘缝隙壁面滑移分布的影响,并一步对比分析非线性滑移作用下旋转圆盘缝隙流动壁面滑移情况。其结果为高压高剪切作用的旋转圆盘缝隙流动应用和分析提供一定参考数据。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O35

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵克强;;两平行旋转圆盘缝隙内的粘性流分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1990年02期
2 刘淑艳,阎为革;两平行旋转圆盘间隙内粘性层流的解析解[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年02期
3 吴承伟,胡令臣;界面滑移与油膜破裂[J];大连理工大学学报;1993年02期
4 杨士普;任玲;朱克勤;;平行圆盘间电流变液的挤压流研究[J];功能材料;2006年05期
5 丁雪兴;张鹏高;黄义仿;郑劲;;螺旋槽干气密封微间隙流场的CFD数值模拟[J];化工机械;2008年05期
6 王新华;郑秋月;蔡力钢;孙树文;;基于CFD的圆形静压油垫数值仿真技术研究[J];航空精密制造技术;2010年02期
7 聂松林,贾国涛,吴正江,陈春;水压圆周缝隙流动特性的仿真研究[J];机床与液压;2005年08期
8 刘晓红;柯坚;于兰英;王国志;;液压滑阀径向间隙内温度分布的研究[J];机床与液压;2006年11期
9 姜继海,张冬泉;旋转对称密封缝隙变粘度流体流动特性的分析计算[J];机械工程师;1997年06期
10 唐拥林;吴百海;凌玲;王云懋;;静压滑环缝隙流场特性研究[J];机电工程技术;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周城;杨华勇;;微米级圆环缝隙液固热耦合流动研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 马国军;微纳米间隙流动的边界滑移及其流体动力学研究[D];大连理工大学;2007年
2 王卫东;面向MEMS设计的微流体流动特性研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵伟国;基于CFD的离心泵口环间隙流动研究[D];华中科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁毅;贾向丽;李国志;;半流体液料的灌装阀口径的确定[J];包装工程;2007年05期
2 薛红军;许晓东;危敏;杨曙东;赵博;;大通径滑阀缝隙流场分析及试验研究[J];船舶工程;2011年03期
3 路国平;邓国红;;磁流变液在平行圆盘间的挤压流动分析[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年12期
4 马潇均;钟占荣;曹勇;杜如虚;;纳米薄膜界面滑移现象的分子动力学模拟进展[J];材料导报;2010年05期
5 王虹;何国庚;田奇琦;徐陈芸;;纳米氟碳涂层对过冷水流动特性的影响[J];低温工程;2011年06期
6 闻苏平;郭雨龙;程益坚;褚毅;胡小文;;具有强迫过流旋转圆盘系统流动实验研究[J];工程热物理学报;2007年04期
7 赵才贤;张平;贺江平;许福;王霞瑜;;SiO_2含量对新型PA6/EP/SiO_2纳米材料体系聚合反应的影响[J];高分子材料科学与工程;2008年03期
8 王兆烨,黄见;柱塞偶件密封与润滑的研究与分析[J];中国农机化;2005年06期
9 丁雪兴;富影杰;张静;吴振宁;任广江;;干气密封三种不同槽型线端面流场数值模拟[J];兰州理工大学学报;2010年03期
10 张伟政;俞树荣;王燕;杨环;丁雪兴;;基于CFD的微孔端面机械密封液膜动压分析[J];兰州理工大学学报;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 秦晓丽;赵新;车秀阁;方勇纯;;超微量定量显微注射建模与自适应控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 周城;杨华勇;;微米级圆环缝隙液固热耦合流动研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
3 徐泳;黄文彬;;颗粒离散元法建模和仿真的若干进展[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
4 彭春保;周常飞;汪崇建;;湿式多盘制动器非制动状态下的温度场分析[A];煤矿机电一体化新技术创新与发展2012学术年会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周城;数控机床高速液压动力卡盘的研究[D];浙江大学;2011年
2 李如平;射流管式水压电液伺服阀研制及特性研究[D];华中科技大学;2011年
3 李志国;深井采掘水力凿岩机冲击凿岩效率研究[D];中南大学;2010年
4 谢方伟;温度场及变形界面对液粘传动特性影响规律的研究[D];中国矿业大学;2010年
5 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
6 郭春海;电磁力扰动作用下微管道中液体流动与混合的特性研究[D];南京理工大学;2012年
7 黄家海;液粘调速离合器流体剪切传动机理研究[D];浙江大学;2011年
8 高殿荣;液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D];燕山大学;2001年
9 徐春晖;存在填隙流体颗粒离散元法理论研究[D];中国农业大学;2003年
10 邓斌;水压轴向柱塞泵的特性研究与分析[D];西南交通大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙龙勇;高压水射流深穿透水平射孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
2 王睿君;V型节流阀油流粘性加热及结构热变形分析[D];浙江大学;2010年
3 李迎兵;轴向柱塞泵滑靴副油膜特性研究[D];浙江大学;2011年
4 许书生;轴向柱塞泵摩擦副特性测试的结构优化设计与实验研究[D];浙江大学;2011年
5 吴慧;PDP电视生产专用涂料涂注头的结构设计与分析[D];西安电子科技大学;2011年
6 黎海滨;PDP电视生产专用涂料涂头的设计参数与流动特性分析[D];西安电子科技大学;2011年
7 郑建勇;流固耦合作用下的核主泵叶轮分析[D];大连理工大学;2011年
8 杨时运;轴向柱塞泵球面配流副润滑特性研究[D];兰州理工大学;2011年
9 王燕;基于CFD的微孔端面机械密封流场分析及性能研究[D];兰州理工大学;2011年
10 马德江;基于CFD的A11VO轴向柱塞泵配流特性研究[D];兰州理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王卫东,贾建援,李萌萌;一种微通道换热器的设计与分析(英文)[J];微纳电子技术;2005年05期
2 陈宏,鲍敏杭;硅微结构加速度传感器空气阻尼的研究[J];半导体学报;1995年12期
3 郭航,黄峰,赵然,张越,丁良士;制冷剂在微流道内单相流动的阻力与换热特性[J];北京工业大学学报;1999年03期
4 林培峰,张秋翔,蔡纪宁,刘斌;螺旋槽干气密封的有限元分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年03期
5 刘斌,蔡纪宁,张秋翔,林培峰;螺旋槽端面干气密封的参数研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年05期
6 丁雪兴;王悦;张伟政;俞树荣;杜兆年;;螺旋槽干气密封润滑气膜角向涡动的稳定性分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年02期
7 王晖,任忠鸣,蒋国昌;均恒强磁场在材料科学中的应用[J];材料科学与工程;2001年02期
8 王晓东,李廷举,金俊泽;永磁驱动的行波磁场理论及对凝固组织微细化作用[J];稀有金属材料与工程;2002年01期
9 李玉亭,李廷举,赵勇慧,金俊泽;电磁场下复层材料连续铸造研究[J];稀有金属材料与工程;2003年05期
10 程圣国,邓丽华;用积分变换法求解Stokes问题[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 朱恂;速度滑移及温度跳跃区微尺度通道内的流动与换热[D];重庆大学;2002年
2 董林玺;微机械电容式传感器及其相关特性研究[D];浙江大学;2004年
3 王洪喜;微结构的静电驱动特性研究[D];西安电子科技大学;2006年
4 曹炳阳;速度滑移及其对微纳尺度流动影响的分子动力学研究[D];清华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 范勇;压电致动式微泵的驱动装置结构分析与设计[D];西安电子科技大学;2001年
2 蒋小文;螺旋槽干气密封数值模拟及其槽形参数优化[D];南京工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾文华;殷晨波;戴晴华;陈健;;具有形位误差的液压滑阀阀芯动态建模与仿真[J];应用力学学报;2010年01期
2 周志鸿,闫建辉,刘连华;间隙泄漏量的分析计算[J];凿岩机械气动工具;2002年04期
3 裘祖干;微极流体的Hele-Shaw流动[J];复旦学报(自然科学版);1990年02期
4 马国军;吴承伟;;滑滚表面间的流体膜壁面滑移和流体动力学(英文)[J];计算力学学报;2006年05期
5 吴承伟;马国军;姜连馥;;压力相关的壁面滑移在滑动间隙流体动压力产生中的作用(英文)[J];计算力学学报;2007年06期
6 冯民权;张丽;张晓斌;;复杂流体壁面滑移特性研究及其测量[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2011年02期
7 路展民,范椿,刘战存;胀流型流体狭缝流流动增强现象研究[J];力学学报;1991年06期
8 黄东群,程兆,徐有恒;侧柱与串列双柱绕流之间的干扰[J];实验力学;1994年01期
9 黄文彬,徐泳,练国平,李红艳;存在滑移时两圆球间的幂律流体挤压流动[J];应用数学和力学;2002年07期
10 廖华勇;范毓润;;PDMS在大振幅剪切流动中的壁面滑移[J];材料科学与工程学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周城;杨华勇;;微米级圆环缝隙液固热耦合流动研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
2 徐文秀;阎庆绂;;有压管道中偏心小间隙水流特性[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
3 王光学;王运涛;洪俊武;张玉伦;;一方程模型在机翼绕流模拟中的应用[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
4 耿美香;郭峰;栗心明;;弹流接触区高压润滑油的移动与壁面滑移[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
5 李明辉;步丰林;杨晓欣;;超大厚度电火花线切割理论研究[A];第八届全国电加工学术年会论文集[C];1997年
6 程永光;;用Lattice Boltzmann方法模拟二维方腔流[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
7 马东军;孙亮;秦丰华;孙德军;尹协远;;对称驱动方腔定常流动的多解现象研究[A];非定常空气动力学研讨会论文选集[C];2007年
8 曹洪建;查晶晶;万德成;;内置障碍物的方腔驱动流的数值模拟[A];现代数学和力学(MMM-XI):第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年
9 李田;张继业;张卫华;;Navier-Stokes方程的时空有限元方法[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
10 廖华勇;陶宇;陶国良;;HDPE/LDPE高分子共混物的壁面滑移行为[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
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1 廖华勇;固液界面流变的若干基本问题研究[D];浙江大学;2007年
2 徐斌;微注塑充模流动尺度效应及其模具关键技术研究[D];大连理工大学;2010年
3 祁志国;微尺度气体流动与传热的直接Monte Carlo方法模拟[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
4 林渊;金属基质对结晶聚合物加工的影响机理[D];浙江大学;2012年
5 郭营;浓悬浮体表观流变特性与局部流动机理研究[D];上海交通大学;2011年
6 王伟;非等温非牛顿黏弹性高分子熔体流动本构行为数值模拟和实验研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王国斌;微尺度下油膜缝隙流动中的壁面滑移特性研究[D];北京工业大学;2011年
2 王斌;微注塑成型充模理论模型与数值模拟[D];大连理工大学;2006年
3 孙秀伟;聚合物熔体流变特性试验研究[D];大连理工大学;2008年
4 金翼飞;聚合物微挤出流变学理论与试验研究[D];大连理工大学;2010年
5 朱文娜;狭缝型腔微注塑成型充填过程的数值模拟[D];郑州大学;2009年
6 唐俊;微注塑成型充模流动中熔体粘度和壁面滑移的研究[D];大连理工大学;2008年
7 罗新桃;聚合物微挤出变形数值模拟与实验研究[D];中南大学;2012年
8 徐磊;聚合物异型材挤出口模的逆向设计及流动分析[D];南昌大学;2010年
9 李萍;聚合物气体辅助挤出成型工艺及数值模拟[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 苏全亮;注射速度对微注塑成型充填过程及制品形态结构的影响[D];郑州大学;2012年
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