针对高负载、高转速工况下燃油齿轮泵的滑动轴承因油膜厚度较薄易发生磨损从而导致滑动轴承失效的问题,鉴于间隙比是滑动轴承最小油膜厚度的主要影响因素,以某型燃油泵用滑动轴承为研究对象,通过PumpLinx仿真分析不同间隙比下轴承最小油膜厚度、承载力、压力及温度分布情况等。分析某型燃油泵齿轮轴的挠性变形问题,进而在泵最低转速和最高转速两种工况下,分别分析滑动轴承间隙比与最小油膜厚度、承载力之间的关系,分析轴承温度及周向和径向压力的分布情况。结果表明在相同的配合间隙比下,油膜厚度减小时,滑动轴承承载能力增加;间隙比减小时,轴承承载能力增加;转速提高时,轴承承载能力增加;无论压力分布还是温升情况,在齿轮轴和滑动轴承配合间隙比最小时情况最佳。

为了研究过渡流下间隙比对近壁单圆柱绕流流动特性的影响,搭建了开式循环水槽实验台,通过粒子图像测速(PIV)的方法,对过渡流下不同间隙比的近壁单圆柱绕流进行了实验研究。结果表明当雷诺数为200时,间隙比对圆柱尾流的流动特性有明显影响。间隙比的改变主要影响圆柱与壁面的相互作用,从而引起分离剪切层以及尾流旋涡形态的变化。随着间隙比的增大,圆柱尾流的流动形态由单个顺时针运动的旋涡逐渐演变为逐渐对称的旋涡对,且尺度逐渐减小,同时壁面对圆柱尾流的影响逐渐减弱。根据研究的工况,在C/D<0.6时,壁面对圆柱尾流的流动特性影响显著;反之,尾流的流动特性几乎不受影响。

以动压气体轴承间隙内流动为背景,研究旋转圆柱微间隙剪切流动特性,采用有限体积法对内壁高速旋转的两圆柱间隙内流动特性进行分析,讨论偏心率、间隙比和转速等因素对压力和速度分布的影响,同时分析通道内泰勒-库特流动规律,及泰勒涡对速度分布产生的影响。结果表明,偏心率或转速的增加以及间隙比的减小,使得压力绝对值上升,压力极值点随着偏心率的增加向最小气膜间隙处移动;偏心率高于0.3时,间隙内出现流动分离形成回流,当偏心率增高至0.8时,回流区周向角度占比达到0.73;泰勒涡的出现使间隙内速度产生波状分布,切向速度最低减至0。分析结果可为了解动压气体轴承内部工作机理提供指导和依据。

为研究间隙比对近壁单圆柱绕流结构的影响,解明圆柱尾流对壁面不稳定性的作用机理,搭建了开式循环水槽实验台,通过粒子图像测速(PIV)系统,对过渡流下近壁单圆柱模型进行了实验研究。结果表明Re=300时,间隙比对圆柱绕流结构和壁面扰动强度影响明显。间隙比较小时,圆柱下游剪切层发展被抑制;随着间隙比的增加,圆柱尾流开始形成旋涡对,且旋涡对尺度逐渐减小并趋于对称;同时,近壁区域流体的加速效果先增强后减弱,加速区域不断增加,壁面流动不稳定性先增强后减弱。相比于无壁面影响的单圆柱,近壁单圆柱尾流形成了周期更长的旋涡交替脱落运动,增强了壁面流动的不稳定性。

为了探究过渡流下不同雷诺数、不同间隙比的近壁方柱绕流的流动特性,该实验搭建了开式循环水槽,采用了粒子图像测速系统(PIV),对过渡流下近壁单方柱绕流进行了实验研究。结果表明雷诺数、间隙比对方柱的速度场、涡量场等均有明显的影响。增大C/D,方柱尾流形态由单涡逐渐变为对称的涡对,尺度逐渐减小,当C/D<0.8时,壁面与方柱相互作用明显。增大Re,方柱尾流处速度矢量旋度及涡尺度均增大,当Re=200时,C/D对方柱绕流特性有明显的影响。

以不同倾斜蜗舌的多翼离心通风机为研究对象,采用数值模拟方法,对风机内部流动特性以及气动噪声进行了非定常计算,讨论了倾斜蜗舌结构对多翼离心通风机内流场和噪声的影响。结果表明蜗舌附近的压力分布随着蜗舌半径的增大而减小;对蜗舌处压力脉动和三维涡量的分析表明,倾斜蜗舌结构和合理的蜗舌间隙比减低了蜗舌和蜗壳出口附近局部流动损失;在设计工况下,采用蜗舌倾斜角为14.7°的改进模型,其出口处可降低噪声2.5 dB。因此,采用倾斜蜗舌结构可以有效改善离心通风的流动状况,减低流动损失和降低噪声。