تحليل عملكرد ياتاقان هاي ژورنال هيدروديناميكي مدور و غيرمدور با روش درون يابي مشتق تعميم يافته

Hydrodynamic Analysis of Circular and Non-Circular Journal Bearings Using Generalized Differential Quadrature Method

روش درون‌يابي مشتق تعميم يافته (Generalized Differential Quadrature (GDQ) Method (، يك روش حل عددي مرتبه بالاست. در اين روش برخلاف ساير روش‌هاي عددي از مقادير تابع آزمايشي مورد استفاده بر روي تمامي نقاط دامنه مساله، براي حدس مقادير مشتق تابع مجهول اصلي استفاده مي‌گردد. به همين دليل اين روش نسبت به ساير روش‌هاي عددي موجود نظير روش اجزاي محدود (Finite Element Method (FEM)) و تفاضل محدود (Finite Difference Method (FDM)) سرعت هم‌گرايي بالاتري را در دست‌يابي به نتايج با دقت يكسان ارايه مي‌نمايد. در بررسي حاضر از روش درون‌يابي مشتق تعميم يافته براي تحليل عملكرد ياتاقان‌هاي ژورنال هيدروديناميكي مدور و غيرمدور (Circular and Non Circular Hydrodynamic Journal Bearings) دو-لب و سه-لب (Two and Three Lobe) تحت روان‌كاري با سيال تراكم ناپذير در شرايط گوناگون نصب و طراحي استفاده شده ‌است. مقايسه بين نتايج مربوط به ياتاقان‌هاي مورد بررسي در شرايط عادي نصب و مونتاژ با نتايج موجود از مراجع گوياي دقت بالا، عملكرد مناسب الگوريتم طراحي شده و هم‌گرايي سريع‌تر روش درون‌يابي مشتق تعميم يافته نسبت به ساير روش‌هاي حل عددي فوق مي‌باشد. در ادامه تاثير زواياي نصب و انحراف (Mount and Tilt Angles) بر عملكرد ياتاقان‌هاي ژورنال مدور و غير‌مدور مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل از بررسي، نشان از تغييرات چشم‌گير در عملكرد ياتاقان‌هاي غيرمدور بر‌خلاف انواع مدور مشابه با تغيير در شرايط نصب و مونتاژ آنها دارد.

This paper presents the application of the generalized differential quadrature (GDQ) method for the hydrodynamic analysis of circular and noncircular, two lobe and three lobe, journal bearings. GDQ is a simple, efficient, high-order numerical technique and it uses the information on all grid points to approach the derivatives of the unknown function. The effectiveness of the solution technique is verified by comparing the GDQ computed results with that of analytical solutions and FDM results from the published literature. It is found that GDQ method can easily compete with the existing methods of solution of lubrication problems for its analytical simplicity; smaller computer storage requirements and capability of producing accurate results with very high computational efficiency. Also the effects of design and assemble parameters, namely the eccentricity ratio, preload factor, mount and tilt angles on the performance parameters of these bearings have been investigated using GDQ method. Results show that the variation of mount and tilt angles can has variable effects on noncircular lobed journal bearing performance parameters. Among the two types of noncircular bearings considered, the effect of the mount and tilt angles is more significant for two lobe bearings in comparison with the three lobe bearings.