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Numerical Simulator for Hydrodynamic Lubrication by Particle-based Method

基于粒子的方法进行流体动力润滑的数值模拟器

基本信息

批准号：
20K04236
负责人：
田中健太郎
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tokyo University of Marine Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04236/
关键词：
流体潤滑粒子法表面張力数値流体微小液滴枯渇潤滑

项目摘要

本研究では，気液界面の大変形を容易に扱いうる粒子法を用いて，流体潤滑解析を行うことを目的としている.通常の流体潤滑解析では，先すぼまりの油膜引き込み側は油で満たされていると仮定して解析を行う.撹拌抵抗の低下や省資源を期待して意図的に微量の油で潤滑効果を得ようという試みもあり，このような場合，引き込み側が油で満たされるという仮定は成立しない.引き込み側がどこまで油で満たされるかは，供給油量，潤滑面の形状・性状，運転条件等によって決まるが，これを何らかの境界条件に落とし込むのは難しい.これらの難点を回避するために，粒子法を用いてNavier- Stokes 方程式を直接数値解析することを試みている.前年度までに、液体架橋破断法により生成する液滴の表面張力振動を対象にすることで、理論、実験との比較により本研究で開発する粒子法による数値計算を検証と妥当性確認を行える環境を整えている。今年度は具体的に、低粘度炭化水素オクタンを材料に、実験データを整え、粒子法による数値計算結果と直接比較を行って、数値計算の妥当性確認を行った。その結果、液滴振動の周期が一致するのみなら振幅の減衰を伴う時間変化までも、よく一致することをしめした。これにより、表面張力計算だけではなく、粘性計算の妥当性も確認できたことを意味する。表面張力計算、粘性計算の妥当性が確認された粒子法解析を用いて、流体潤滑解析を行った。既往の数値計算・実験結果とよく一致することを改めて確認をした。また油膜形状、油膜圧力へのすべり速度の影響、重力の作用方向についての計算を行い、実験結果との比較を行った。

In this study, it is easy to use the particle method to solve the problem of fluid lubrication because of the large shape of the liquid interface. The purpose of the analysis is the same. Generally, the analysis of fluid lubrication is based on the oil film introduction.き込みsideはoilで満たされていると仮定してanalyticsを行う.撹湹resistantのlowやsaving resources I'm looking forward to the lubrication effect of the small amount of oil that I'm looking forward to, so I'm going to try it out, and I'm going to try it out. Occasionally, the result will be the same as the oil on the side.みlateral lubrication oil lubrication, oil supply amount, shape and properties of lubricating surface, Shipping conditions, etc. Navier- Stokes Equation を direct numerical value analysis することをtest みている.Previous year までに、Liquid bridge breaking method によりGeneration するLiquid droplet のsurface tension vibration を対 resemble にすることで、Theory , 実験とのComparison and analysis This study is based on particle method, numerical value calculation, verification and validity confirmation, and environmental management. This year's specific results include low-viscosity carbonized hydrocarbon material, sewage treatment, particle method calculation results, and direct comparison of the results, and validation of the validity of the calculation. The result is that the droplet vibration period is consistent, the amplitude is attenuated, and the time is changed, and the droplet vibration is consistent.これにより, surface tension calculation だけではなく, viscosity calculation のappropriateness confirmation できたことをmeaning する. Confirmation of validity of surface tension calculation and viscosity calculation is carried out using particle method analysis and fluid lubrication analysis is carried out. The calculation of past numerical values and the results of the calculation are consistent with each other, and the results are correct and confirmed. The shape of the oil film, the influence of the oil film pressure on the speed, the direction of gravity's action, the calculation of the action, and the comparison of the results.