本文重點(diǎn)介紹了，Matlab優(yōu)化工具在通用風(fēng)力機(jī)翼型型線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。并進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)例分析
第28卷第4期 機(jī)械設(shè)計(jì) Vol 28 No 4 2011年4月 JOURNAL OF MACHINE DESIGN Apr.2011 種有效的動(dòng)壓氣體徑向軸承承載力數(shù)值解法 張海軍,沈劍英,楊琴 (嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,浙江嘉興314001) 摘要:考慮動(dòng)壓氣體徑向軸承中氣膜壓力變化小的特點(diǎn),對(duì)潤滑 Reynolds方程的非線性項(xiàng)進(jìn)行適當(dāng)近似,得到線性 Reymolds方程。利用有限差分法求解該近似 Reynolds方程,得到動(dòng)壓氣體徑向軸承的壓力分布,分析氣體徑向軸承性 能,計(jì)算得出軸承承栽力的大小,并與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。與直接數(shù)值解相比,該數(shù)值解計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 吻合較好。 關(guān)鍵詞:動(dòng)壓氣體徑向軸承; Reynolds方程;非線性;有服差分法; 中圖分類號(hào):TH17.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-2354(2011)04-002-04 氣體軸承利用潤滑膜中的氣體壓力來實(shí)現(xiàn)承載作為兩類3:解析數(shù)值解和直接數(shù)值解。解析數(shù)值解方 用的。由于所用潤滑介質(zhì)一般為空氣,因此氣體軸承法,即對(duì)非線性 Reynolds方程進(jìn)行一些近似,求得近似 具有摩擦損耗少、速度高、精度高和污染少等特點(diǎn)1。解析解表達(dá)式,然后用數(shù)值方法求解;直接數(shù)值解方法 20世紀(jì)60~70年代國內(nèi)外進(jìn)行氣體軸承研究較多,則是對(duì)非線性 Reynolds方程直接進(jìn)行數(shù)值近似求解。 近年來隨著MEMS微動(dòng)力渦輪研究的興起,氣體軸承 Raimondi利用有限差分法分析了有限長動(dòng)壓氣體徑 的研究又開始受到重視2]。 向軸承性能。Peks和 Breuer5采用偽譜法來求解 Reynolds方程是分析動(dòng)壓氣體徑向軸承性能的基 Reynolds方程。戚社苗。等通過數(shù)學(xué)變換,將動(dòng)壓氣 本方程,由于氣體的可壓縮性使 Reynolds方程呈現(xiàn)非體潤滑 Reynolds方程變換成標(biāo)準(zhǔn)的橢圓型偏微分方程 線性,一般難以求得解析解,因此采用數(shù)值方法研究氣形式,以 Matlab pde( partial differential equation)工具 體徑向軸承性能是一種有效途徑。數(shù)值解方法可以分箱為求解器,實(shí)現(xiàn) Reynolds方程的計(jì)算。 如·.·············分··心···分·····如·心如·魯心·心心普·心···心·必·心·心·心·心·心·心魯● [2 Fuglsang P, Bak C, Gaunaa M, et al. Design and verifica Application Matlab optimization tool in general profiles tion of the Risg- Bl airfoil family for wind turbine[ J]. Jour- design for wind turbine airfoils nal of Solar Energy Engineering, 2004, 126: 1002-1010 WANG Xu-dong WANG Li-cun [3] Timmer W A, Van Rooi A. Summary of the delft universi Engineering Research Centre for Waste Oil Recovery Tech- ty wind turbine dedicated airfoils[ J]. Jourmal of Solar En- nology and equipment, Ministry of Education, Chongqing Technol ergy Engineering, 2003, 125: 488-496 ogy and Business University, Chongqing 400067, China [4] Bjork A. Coordinates and calculations for the FFA-Wl-xxx Abstract: Based on the optimization algorithm and optimiza FFA-W2-xox and FFA-w3-xxx series of airfoils for horizon- tion tool in Matlab, the optimization mathematical model for the In- tal axis wind turbines[ R ] FFA TN, Stockholm, tegrated expression of general profile for wind turbine airfoils was Sweden, 1990 established. By taking the optimization design of the lift and drag [5]蘇金明,張蓮花,劉波等.MA們AB工具箱應(yīng)用M]. ratio of wind turbine airfoils as the objective function, taking the co- 北京:電子工業(yè)出版社,2004. eficients of the general profile control equation as design variables 6]錢翼稷.空氣動(dòng)力學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出 and taking the thickness and curve shape of the wind turbines air- 版社,2005 foils as the constraints, one airfoil with relative thickness of 18%is [7]王旭東,陳進(jìn), Wenzhong Shen,等.風(fēng)力機(jī)葉片翼型型線 designed and the its performances are analyzed. The result has 集成設(shè)計(jì)理論研究[門].中國機(jī)械工程,2009,20(2): broadened the design way and method for wind turbine airfoils 211-213 Key words Matlab; wind turbine airfoil; general profile; op- [8] Drela M. XFOIL 6.8 User Primer[M]. MIT Aero astro, timization algorithm Fig 3 Tab0 Ref 8 Jixie Sheji"0298 咖收稿日期:2010-01-11;修訂日期:2010-10-25 甚金項(xiàng)目:嘉興市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2008AY2021) 作者簡介:張海軍(1976—),男,山東魚臺(tái)人,講師,碩士,研究方向:氣體軸承-轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)等。 Mat1ab優(yōu)化工具在通用風(fēng)力機(jī)翼型型線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 舊 WANFANG DATA文獻(xiàn)鏈接 作者: 王旭東,王立存, WANG Xu-dong, WANG LI-cun 作者單位: 重慶工商大學(xué),廢油資源化技術(shù)與裝備教育部工程研究中心,重慶,400067 刊名: 機(jī)械設(shè)計(jì) ISTIC PKU 英文刊名: JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年,卷(期) 本文鏈接http://d.g.wanfangdata.comcn/periodiCaljxsj201104005.aspx