Study of interactions between micro-dimples under fluid lubrication and its application for design of ultra-high performance fluid bearings

流体润滑下微凹坑相互作用研究及其在超高性能流体轴承设计中的应用

基本信息

批准号：
21K03842
负责人：
宮永宜典
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanto Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，マイクロディンプル周りの潤滑油流れ，流体潤滑特性に及ぼすディンプル同士のばらつきや相互作用の影響を明らかにし，これまでにない低摩擦・高負荷容量・高剛性を有する流体軸受の実現に向けた基礎から応用までの研究を行う．そのために，PIV法やCFD解析といった流体工学分野の手法をも取り入れながら，流体潤滑問題としてのテクスチャ表面の決定論的・統計論的な新しいモデリング，テクスチャを有する流体軸受油膜の静・動特性評価，テクスチャの最適化による，低摩擦，高負荷容量，高動剛性な流体軸受の開発．などに取組む．このことは，単に理想的なモデルで油膜力や剛性の大きなテクスチャ表面の一例を提示するだけではなく，個々のディンプルにおける流体潤滑特性のばらつきや相互作用を考慮した理論を構築し，それを流体軸受設計に応用することを意味し，産業応用を一層拡大し，持続可能社会に貢献することができる．これまでに、マイクロディンプルが施された軸受、やや開口径が大きめのディンプル（便宜上、マクロディンプルと呼ぶ）が施された軸受を対象として、摩擦トルク、負荷容量、キャビテーションの観察を行うとともに、CFDによる流体シミュレーション、一般にJFOモデルと呼ばれる手法による潤滑解析を行った。今後は、実験・解析の両面での精度の向上を図るとともに、流体シミュレーションによる渦の可視化に取り組む。

这项研究将阐明酒窝和流体润滑性能之间的变化和相互作用对微单元周围润滑油流的影响，并将从基础上进行研究，以实现具有前所未有的低摩擦力，高荷载能力和高刚性的液体轴承。为此，我们还结合了流体工程领域（例如PIV方法和CFD分析）的方法，并通过使用新的确定性和统计表面作为流体润滑问题的纹理表面和统计模型来发展具有低摩擦，高负载能力和高动态刚度的流体轴承，并通过静态和动态化的效率，以及在水平上进行流动性，以及对型号的水平进行水平，以及均具有较低的水平，以及均具有胶片的动态，并具有质量轴承，并在水平上发挥作用，并在水平上发挥了作用。容量和高动态刚度。我们将解决此类事情。这不仅意味着在理想的模型中呈现具有大油膜力和刚性的纹理表面的示例，而且还建立了一种理论，该理论考虑了单个酒窝中流体润滑性能的变化和相互作用，并将其应用于流体轴承设计，进一步扩展工业应用并为可持续社会做出贡献。到目前为止，我们已经观察到具有微单元和轴承轴承的摩擦扭矩，负载能力和空化，并具有稍大的孔径直径（为方便起见，称为宏观模拟），以及使用CFD和润滑分析的流体模拟，并使用常见的JFO模型的技术进行了润滑分析。将来，我们将努力提高实验和分析的准确性，我们还将通过流体模拟来可视化涡流。