基于Boltzmann方法的摩擦副表面織構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、表面織構(gòu)技術(shù)是在摩擦副表面加工出具有一定規(guī)則排列的凹坑或微小溝槽等,進(jìn)而達(dá)到改變摩擦副摩擦學(xué)性能的一種物理加工技術(shù)。格子Boltzmann方法是近幾十年新近發(fā)展起來的對(duì)流體流動(dòng)模擬的計(jì)算方法,由于其計(jì)算簡(jiǎn)單、邊界處理容易、編程簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)以及其天生的并行性等諸多優(yōu)點(diǎn)得到人們廣泛的研究,已經(jīng)成為模擬復(fù)雜物理運(yùn)動(dòng)的重要的研究方法。本文運(yùn)用格子Boltzmann方法來模擬分析特定表面織構(gòu)對(duì)摩擦副摩擦學(xué)性能的影響,并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了理論分析。<

2、br>　　 論文首先介紹了表面織構(gòu)技術(shù)及其研究現(xiàn)狀,以及數(shù)值模擬技術(shù)在實(shí)驗(yàn)分析中的重要意義,并對(duì)格子Boltzmann方法的發(fā)展及其應(yīng)用做了簡(jiǎn)單的回顧,說明其應(yīng)用前景。第二章中介紹格子Boltzmann方法的原理及擬采用的D2Q9模型,并對(duì)D2Q9模型作了詳細(xì)的介紹,同時(shí)提出了對(duì)邊界上的力的求法。第三章詳細(xì)介紹了格子Boltzmann方法的邊界處理,并分析了各種處理的優(yōu)缺點(diǎn)。其中重點(diǎn)介紹了本文采用的非平衡外推格式。并詳細(xì)說明了其程序結(jié)

3、構(gòu)。
　　 對(duì)于模型的建立首先從牛頓流體入手,采用D2Q9離散速度模型.建立了兩個(gè)平板摩擦副模型之間的格子Bolzmann方法模型,邊界處理采用的是非平衡外推格式處理,編寫出了模擬的計(jì)算程序。計(jì)算結(jié)果符合牛頓流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,說明此方法模擬正確。接著模擬出二維方槽、三角形槽及梯形槽的織構(gòu)表面的流動(dòng),計(jì)算出不同雷諾數(shù)的情況下的上述流線圖.以便清晰顯出其流動(dòng)的變化;并計(jì)算出沿固體壁面的摩擦阻力系數(shù)的變化,同時(shí)給出阻力系數(shù)變化的對(duì)比圖。