考虑磁头表面高度不连续性气膜润滑的数值模拟与有效算法

摘要：

随着磁头滑块的飞行高度不断降低,给气体润滑方程的数值求解带来了诸如计算时间过长、甚至计算发散等方面的问题.为了获得1 Tbit/in2的存储密度,磁头滑块尾部的最小飞行高度接近1.5 nm.本文基于作者提出的修正气膜润滑方程的线性流率(LFR)模型,考虑磁头滑块表面高度的不连续性,建立了基于有限体积法的气膜润滑方程离散格式,并把网格自适应技术与多重网格法应用到离散方程的迭代算法中,发展了可模拟最小飞行高度为0.5 nm时磁头滑块压力分布的数值模拟方法与有效算法.文中以一个具有复杂表面形状的磁头滑块为例,检验了计算方法与算法的有效性.数值结果表明:在磁头滑块最小飞行高度较低时,必须要考虑滑块表面高度的不连续性,否则就得不到收敛的数值计算结果；与FK-Boltzmann模型相比,LFR模型具有较高的计算效率,采用网格自适应技术与多重网格法能有效地提高求解气膜润滑方程的计算效率.

关键词：气膜润滑、多重网格法、有限体积法、高度不连续性

所属期刊栏目：30

分类号：O242.21(计算数学)

资助基金：国家自然科学基金51275279;山东省自然科学基金ZR2012EEM015;清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金SKLTKF11A04;山东大学自主创新基金31360070613159

在线出版日期：2016-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：376-380,405