磁头/盘界面超薄气体润滑雷诺方程的数值求解

针对利用一般数值方法求解超薄气膜润滑雷诺方程时出现的不易收敛问题,提出了基于PDE工具求解气体润滑雷诺方程的方法,计算了具有不同克努森数和最小间隙的平板型滑块空气轴承和双轨型滑块的气膜压力分布.并求解了作用面上的轴承力.计算结果与利用MGL方法和DSMC方法求得的计算结果比较表明,该方法具有足够的求解精度,且收敛速度快.该方法为具有复杂磁头形貌特征的超薄气体润滑雷诺方程求解提供了一种方便、准确的方法.     

表面节流空气静压润滑轴承性能研究

从雷诺方程出发，将静压止推轴承按气膜厚度不同划分计算区域，推导出控制方程的有限差分形式，采用超松弛迭代法对轴承静态特性进行数值求解，分析了不同参数对轴承性能的影响，研究了表面节流止推轴承内部气膜压力分布的规律，并通过实测值对计算结果进行了验证。     

用有限差分法求解滑动轴承油膜压力分布及承载能力

滑动轴承承载能力的计算是建立在雷诺方程基础上,雷诺方程是一二维流动二阶偏微分方程,其求解非常复杂,目前国内外教材及工程计算仍采用传统的一九○四年A sommerfeld解,即无限长轴径假设,把二维雷诺方程变为一维雷诺方程乘上一个端泄系数来求得解析解,显然有很大的近似性。用有限差分法把二阶偏微分方程化为一组差分方程作数学上近似,最后归结求解线性方程组,由于电子计算机的应用,使这种数值方法可以达到所希冀的精度。结果可求出油膜压力的空间分布及承载能力,亦可用来作动压轴承的设计,得出最佳的设计参数。     

等温弹流润滑椭圆点接触问题数值解

弹性流体动力润滑点接触问题最终归结为对弹性变形方程和雷诺方程联立求解。由于其高耦合性,在高压力下它的解答常常是不稳定的。本文采用φ替换以及超松弛迭代法取得这一问题的数值解,解答与Hamrock,Dowson回归结果基本吻合。     

基于线性稳定性分析的eN方法在准确预测翼型气动特性中的应用

在耦合雷诺平均Navie-Stokes(RANS)方程求解可压缩层流边界层方程的基础上,求解了线性稳定性Orr-Sommerfeld方程,得到不同频率扰动在翼型边界层内沿弦向的放大因子N,进而采用eN转捩判断方法判断出流动转捩的位置.通过上述方法,实现了考虑转捩影响的翼型粘性绕流的雷诺平均Navier-Stokes方程数值求解,提高了翼型气动特性计算的精度.使用文中方法分析了翼型NACA63A015和NLF416的转捩点位置以及气动特性,与实验测得的结果进行比较验证了该方法的可靠性.     

DLR-F4翼身组合体流场数值模拟

为了研究阻力计算精度并考察网格和湍流模型对翼身组合体构型气动特性的影响,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax湍流模型,数值模拟DLR-F4翼身组合体流场.使用"超立方体"概念构建绕DLR-F4翼身组合体的高质量多块结构拼接网格,通过网格细分来研究网格密度对计算结果的影响.结果表明:湍流模型和网格密度对升力影响较小,对阻力影响较大,网格密度对压力系数分布影响甚微;适当地缩小第一层网格到物面的距离,增加物面法向网格点数能改善阻力计算精度.     

惯性项对动静压浮环径向轴承压力场的影响

利用基本简化的Navier-Stocks方程组,获得无惯性力流体动压润滑轴承的流速场与压力场,以其为近似初始条件,导出在迁移惯性力影响下的非定常雷诺方程,并在此基础上,利用有限元素方法,求解非定常雷诺方程,获得浮环轴承内外膜的压力场.结果表明惯性力对轴承的压力分布有明显的影响.     

流体动压轴承Reynolds方程的求解及其承载能力的计算

本文采用有限差分方法将Reynolds方程离散化,应用超松弛迭代求解轴承的压力分布,并阐述了计算流体动压轴承静特性的过程和应该注意的问题,以包角180°的轴承为例,分析了各种因素对轴承承载能力的影响。     

水轮机流道三维粘性流数值计算模型

水轮机流道内的三维粘性流数值计算模型是建立在雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ － Ｓｔｏｋｅｓ 方程的基础上,采用ｋ － ε紊流模型封闭方程,进行贴体坐标变换以提高计算精度．用有限体积法在非交错网格上对方程进行离散,对贴体坐标系中控制界面上的速度进行特殊加权处理,可有效地避免压力波动现象     

流体动压轴承的有限差分法及其外推改进计算

在流体动压轴承(液体摩擦状态)的设计过程中,为求取雷诺方程的数值解,计算相当复杂。本文着重讨论用有限差分法求解雷诺方程及求解时的误差分析,并导出外推改进公式。算例表明,改进后的求解精度均有较大提高。同时,当精度要求一定时,改进后的求解法可用较少的网格数来达到。此法在流体动压轴承优化设计时,在逐步寻优进行全过程大循环的迭代中特别有效。从而表明有限差分法外推改进计算的实际意义。     

SOR迭代法收敛的充要条件

超松驰迭代法（简称SOR法）是解决大型稀疏矩阵方程组的有效方法之一，是一种一阶段性定常迭代法。从介绍解线性代数方程组的SOR方法入手，通过对矩阵的谱半径的讨论，推出且证明了一个判定SOR迭代法收敛的充分且必要条件，并递推出SOR伫代法发散的判定条件，申明了选取松弛因子对迭代法的收敛速度的影响及准确选取松弛因子的重要性。     

改进矩阵分裂形式的预条件SOR迭代法收敛性讨论

结合矩阵分裂理论及比较定理,给出一种改进矩阵分裂形式的预条件含参数SOR迭代方法,证明这种方法不仅能加速SOR迭代法的收敛性,而且优于一般的预条件方法,并找出了参数的最优取值。最后通过数值例子进行了说明。     

五点差分格式求解泊松方程并行算法的研究

以二维静电场泊松方程数值求解的串行算法(雅可比迭代、超松弛迭代)为基础,提出了五点差分格式超松弛迭代(SOR)求解二维静电场泊松方程的并行算法,通过与雅可比迭代(Jacobi)并行算法的时间复杂度、加速比和空间复杂度进行对比,得出超松弛迭代的并行算法具有更低的时间复杂度、空间复杂度和更高的加速比与效率。通过实验验证,CHIPIC软件的泊松模块宜采用超松弛迭代并行算法。     

预处理后多分裂下的SOR迭代法收敛性分析

使用预处理方法解大型线性方程组Ax=b,结合矩阵分裂理论,给出预处理后多种分裂形式的SOR迭代方法,并与一般的预处理方法进行比较分析,证明分裂后的迭代法能加速SOR迭代法的收敛性。最后用数值例子加以验证。     

SOR迭代法的收敛性

本文在系数矩阵为非奇方矩阵时,讨论了求解线性方程组的SOR迭代法的收敛性。并得到了几个SOR迭代法收敛的判定准则.     

大Re数粘性不可压缩流动数值解的一个有效方法——定常二维涡流流场的数值研究

本文提出了一个修正SOR方法来求解大雷诺数的定常二维流动的Navier-Stokes方程,该方法在整个流场内具有二阶精度并可以避免迭代的发散性。涡量和流函数是作为解的基本变量,对流项的精度是籍助一个有效的中心差分变换来修正。作为数值举例,对雷诺数为200、400、1,000和1,0000的方腔涡流场做了计算。所得结果也和文献中的适用方法结果做了比较,表明目前所建议的修正逐次超松弛(ISOR)方法是完全适合于求解较高雷诺数的流动问题。     

A new numerical method to solve modified Reynolds equation for magnetic head/disk working in ultra-thin gas films

The modified Reynolds equation for ultra-thin gas films between magnetic head and disk assembly is difficult to solve with conventional numerical methods, since the bearing number is very large and there exist boundary layers where pressure changes rapidly. An iterative finite difference algorithm is introduced to solve the nonlinear modified Reynolds equation, with special treatment for the abrupt change in the thickness of the gas film. The numerical results for two types of magnetic heads demonstrate that the scheme is effective. Supported by the Project of the State Key Basic Research and Development of China (Grant No. 2003CB716205)     

三维MOSFET的计算机模拟

本文主要介绍三维MOSFET模拟器XDMOS—3所采用的基本理论,其中重点介绍积分插值方法以及变松弛SOR法.由于运用了这些方法使迭代求解过程稳定收敛并得到加速。     

基于平均差分计算的任意光照环境下三维表面重建算法

针对采用偏心格式求解图像辐照方程时只能针对特定光源计算的特点，提出了一种针对不同光照方向环境下求解明暗恢复形状(SFS)问题的有限差分算法。这个方法利用泰勒展开线性化反射图函数，设计了一种新的平均加权差分格式求解图像辐照方程。由于新差分格式无条件稳定且具有二阶截断误差，它可以有效地克服偏心差分格式条件稳定和一阶截断误差精度不高的不足。理论分析和实验结果表明，文中提出的无条件稳定的差分算法对各种光照环境均能给出一个理想的恢复结果，且计算精度优于以往的算法。