基于Boltzmann方法的摩擦副表面織構的優(yōu)化設計.pdf

1、表面織構技術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,進而達到改變摩擦副摩擦學性能的一種物理加工技術。格子Boltzmann方法是近幾十年新近發(fā)展起來的對流體流動模擬的計算方法,由于其計算簡單、邊界處理容易、編程簡單容易實現以及其天生的并行性等諸多優(yōu)點得到人們廣泛的研究,已經成為模擬復雜物理運動的重要的研究方法。本文運用格子Boltzmann方法來模擬分析特定表面織構對摩擦副摩擦學性能的影響,并對模擬結果進行了理論分析。<

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

3、構。
　　 對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,編寫出了模擬的計算程序。計算結果符合牛頓流體的運動規(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表面的流動,計算出不同雷諾數的情況下的上述流線圖.以便清晰顯出其流動的變化;并計算出沿固體壁面的摩擦阻力系數的變化,同時給出阻力系數變化的對比圖。