بررسي و تحليل ارتعاشات دوار يك توربوشارژر جهت بهبود ناميزاني دوار به كمك شبيه‌سازي سه‌بعدي در نرم‌افزار كامسول

در اين پژوهش، هدف بررسي و تحليل رفتار ديناميكي روتور و اثرات ناپايداري ديناميكي بر روي ارتعاشات دوار يك روتور توربوشارژر است كه به كمك تحليل آن، در ابتدا بتوان به شناخت كافي از ديناميك روتور دست پيدا كرد و سپس عملكرد ديناميكي روتور را بهبود بخشيد. مدل‌ درنظر گرفته شده، يك مدل سه‌بعدي از يك توربوشارژر به‌صورت روتور جفكات و تكيه‌گاه‌ها در دو حالت به‌صورت بيرينگ‌هاي غلتشي و فيلم روغني حلقه شناور است. مدل سه‌بعدي با بيرينگ غلتشي و 4 درجه آزادي شامل حركات عرضي(عمودي و جانبي) و دوراني حول آن‌ها در محل قرارگيري جرم معادل چرخ توربين و چرخ كمپرسور (ديسك دوار) است. همچنين، در حالت بيرينگ فيلم روغني حلقه شناور، نيروهاي سيال با استفاده از معادله رينولدز به‌دست‌آمده است و 4 درجه آزادي مربوط به حركت رينگ‌ها نيز لحاظ مي‌گردد. علاوه بر مدل‌سازي سيستم ارتعاشي براي تحليل به كمك حل عددي در نرم‌افزار متلب، مدل سه‌بعدي ساده از روتور، در نرم‌افزار اجزاء‌محدود كامسول شبيه‌سازي شده است. نتايج استخراج شده از حل عددي به روش رانگ-كوتا و حل تحليلي با نتايج شبيه‌سازي در نرم‌افزار اجزاءمحدود مقايسه شده است. نتايج پاسخ زماني، اوربيت‌هاي حركتي، نمودارهاي آبشاري و كمپبل ارائه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه به‌طور كلي استفاده از ياتاقان فيلم روغني حلقه شناور دامنه‌‌ي حركتي روتور را در يك اوربيت كوچك‌تري محدود مي‌كند و باعث جلوگيري آسيب به بيرينگ‌ها و روتور مي‌شود. همچنين استفاده از مدل سه‌بعدي كامسول، حتي در حالتي كه مدل ساده‌اي از روتور باشد مي‌تواند حل دقيق‌تري را ارائه دهد.