稀薄条件下平板间润滑气膜内速度滑移现象分析

摘要：

空气静压导轨润滑气膜工作在微米级时,内部气流受稀薄效应影响,沿流动方向压力和流速的变化规律与宏观计算所得差异较大.在气膜高度方向上,由于特征尺度减小,气体分子间作用效果加剧,传统忽略垂直方向压力梯度变化的假设不再成立,气膜内部不仅呈现较明显的分层趋势,并且速度滑移现象越发显著.通过LAMMPS(大规模原子分子并行模拟器)、LBM(离散格子玻尔兹曼方法)和Fluent等方法模拟气膜支撑区气体流态并计算其流速和压力,得出了相关结论:润滑气膜内沿气体流动方向分为压力驱动区和牛顿摩擦区,沿高度方向分为近壁层、稀薄层、连续流层,速度滑移主要发生在压力驱动区的近壁层和稀薄层.气膜分层及速度滑移现象存在于压力驱动区和牛顿摩擦区;压力驱动区的气膜分层及速度滑移随气体流速的增加而增强,牛顿摩擦区的气膜分层逐渐弱化,速度滑移现象逐渐退化为近壁面边界层.

关键词：稀薄效应、速度滑移、Knudsen数、分子碰撞、牛顿摩擦

所属期刊栏目：38

分类号：TH47(气体压缩与输送机械)

资助基金：The project supported by the National Natural Science Foundation of China No.51305185.国家自然科学基金项目51305185资助.

在线出版日期：2016-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：738-743