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http://repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8102| Título : | Análisis de estabilidad dinámica en chumacera híbrida con CFD |
| Autor : | Dr. Gómez M., Julio C. Fisher Fernández, J. Rodrigo |
| Palabras clave : | chumacera híbrida CFD |
| Fecha de publicación : | 30-jun-2011 |
| Resumen : | This work analyzes the flow inside of a hybrid journal bearing with and without pressurization on the finite volume software ANSYS-CFX. The hydrodynamic lubrication equations needed are analyzed superficially, as well as those indispensable for the finite volume analysis. The effects of the pressurization are pondered, and the different equilibrium points are analyzed. Moreover this thesis shows the dynamic behavior of short bearing at different pressurization levels. The fluid-structure transient interaction is simulated between the journal and the lubricant fluid inside the bearing, including the cavitation‟s effects. The majority of the analyses showed here are based on a 594,000 nodes grid with 525,000 triangular and hexagonal elements. All the results here obtained are validated comparing them with international specialized bibliography, with the objective of being sure about the correct equations application, the boundary conditions and the correct solution behavior. Is good to fix in mind that this work is wider than the previous ones because it solves the Navier-Stokes equations, and uses indeterminate boundaries conditions at the lubricant cavitation boundary. The equilibrium locus in function of pressurization is exposed, and the influence of the saturation pressure in the equilibrium point is analyzed, which is in fact one of the novelties of this work. Due to the complexity and the time expended, only is developed the analysis of the upper injection port. Another of the novelties of this study is the numerical solution of the short journal bearing Eigenproblema. Here the vibration mode is obtained (equilibrium point), also the arrived frequencies at the final steady state, and an Eigen stability value (which is the damper coefficient), for a wide range of equilibrium points. At the end, in the further works section, it is specified very clear, step by step, how to keep the investigation line, and solve the established problems, making the further searches easier. |
| Descripción : | En este trabajo se estudia el flujo del lubricante y sus efectos en el interior de una chumacera híbrida con ayuda del software de volumen finito ANSYS-CFX. Se analizan someramente las ecuaciones necesarias para la lubricación hidrodinámica, así como aquellas indispensables para el análisis numérico. Se ponderan los efectos de la presurización, y se analizan los puntos de equilibrio localizados. Así mismo, dentro de esta tesis, se muestra el comportamiento dinámico de chumaceras cortas sometidas a distintos niveles de presurización. La interacción fluido-estructura entre el muñón y el fluido lubricante dentro de la chumacera es simulada de manera transitoria, incluyéndose efectos tales como la cavitación. La mayoría de los análisis presentados están realizados con base en una malla de más de 594,000 nodos y 525,000 elementos prismáticos y hexagonales. Todos los resultados obtenidos para los casos de chumacera sin presurización (es decir, el caso del diseño clásico convencional) son validados comparándolos con análisis que diferentes investigadores han obtenido al aplicar la ecuación clásica de Reynolds, y que aparece en bibliografía internacional especializada como [20], [21] y [22] y [28], con el objetivo de cerciorar la aplicación correcta de las ecuaciones, las condiciones de frontera y el comportamiento correcto del modelo. Se hace la aclaración de que este estudio es más amplio y completo, pues se utilizan las ecuaciones de Navier-Stokes de continuidad y condiciones de frontera indeterminada a priori de la cavitación del lubricante. Se exponen diferentes puntos de equilibrio en función de la presurización y como se afecta el punto de equilibrio debido al efecto de la presión de saturación del lubricante, lo cual conforma uno de los aspectos novedosos e innovadores de esta investigación. Por la complejidad involucrada y el tiempo disponible, este estudio se limita a simular y estudiar el locus de equilibrio del sistema analizando los diversos casos de presurización del lubricante en un puerto puntual superior. Otra de las novedades de este estudio es la solución numérica del Eigenproblema de la chumacera híbrida presurizada, obteniéndose el modo de vibración (punto de equilibrio), una comparación de las frecuencias de arribo al equilibrio final, y un valor característico de la estabilidad (coeficiente de amortiguamiento) para un amplio rango de valores del locus de equilibrio con L/D=1/8. Se especifica paso por paso, en la sección de trabajos futuros, el procedimiento para realizar todos los problemas planteados y se comparte el código utilizado para todos los cálculos, haciendo de las próximas investigaciones una tarea mucho más sencilla. |
| URI : | http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8102 |
| Aparece en las colecciones: | Mediateca |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| TESIS, J.Rodrigo Fisher Fernández.pdf | Análisis de estabilidad dinámica en chumacera híbrida con CFD | 8.18 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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