[发明专利]一种尾轴承-转子系统多重流固耦合计算方法

摘要

一种尾轴承‑转子系统多重流固耦合计算方法，属于海洋平台流固耦合技术领域，包括多个尾轴承、一个螺旋桨轴，包括单位时间步长设置和计算的总时间设置、流体域单元离散化、固体域单元离散化、离散化流体域的计算、离散化固体域的计算、数据耦合计算、计算结束步骤；该尾轴承‑转子系统多重流固耦合计算方法实现了尾轴承与转子系统工作过程的准确模拟，解决了现有动网格技术，应用于多个尾轴承占据的空间区域，进行数值模拟所存在的网格畸变过大，从而导致流体域计算精度低的问题；实现了流体‑固体的多重耦合计算，克服了对称轴承‑转子系统耦合计算的弊端，能够准确模拟螺旋桨轴与多个尾轴承在振动、润滑之间的多重耦合作用。

主权项

1.一种尾轴承‑转子系统多重流固耦合计算方法，包括多个尾轴承、一个螺旋桨轴，其特征在于：还包括以下步骤：单位时间步长设置和计算的总时间设置；流体域单元离散化，多个尾轴承占据的空间区域的单元离散化；固体域单元离散化，螺旋桨轴转子动力学方程的单元离散化；离散化流体域的计算，采用结构化动网格更新方法更新离散化流体域网格节点，并获得流体作用于螺旋桨轴边界上的非线性油膜力；离散化固体域的计算，采用时域积分法求解螺旋桨轴转子动力学方程，获得螺旋桨轴颈处位移和中心位置；数据耦合计算，单位时间步长内，将多个所述非线性油膜力作为离散化固体域的边界条件，输入到离散化固体域进行计算；同一时间步长内，将螺旋桨轴颈处位移和中心位置，作为离散化流体域的网格更新坐标，输入到多个离散化流体域进行计算；计算结束，计算的总时间到；所述离散化流体域的计算包括以下步骤：S201，建立多个非线性油膜力方程；S202，调用刚性边界条件数据库文件，确定当前时间步下螺旋桨轴颈处的网格节点坐标；S203，在计算流体力学CFD软件中，采用结构化动网格更新方法更新离散化流体域的网格节点，获得最新网格节点下的多个非线性油膜力；S204，将多个非线性油膜力写入多个非线性油膜力边界条件数据库文件；S205，刚性边界条件数据库文件存在，返回步骤S202；否则，离散化流体域的计算结束；所述离散化固体域的计算包括以下步骤：S301，建立螺旋桨轴转子动力学方程；S302，调用多个非线性油膜力边界条件数据库文件，确定积分区域；S303，将多个非线性油膜力与螺旋桨轴转子动力学方程耦合；S304，采用时域积分法求解螺旋桨轴转子动力学方程，获得最新的螺旋桨轴颈处位移和中心位置；S305，将所述螺旋桨轴颈处位移和中心位置写入刚性边界条件数据库文件；S306，多个非线性油膜力边界条件数据库文件存在，返回步骤S302；否则，离散化固体域的计算结束。