杜平安，卢 燕，王 珏，凌明祥

（1. 电子科技大学 机械电子工程学院，成都 611731；2. 中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳 621900）

精密离心机流-热-固多场耦合计算方法

杜平安1，卢 燕1，王 珏2，凌明祥2

（1. 电子科技大学 机械电子工程学院，成都 611731；2. 中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳 621900）

离心机是惯性导航系统加速度计的标定设备，转盘变形将严重影响标定精度。基于耦合理论研究了离心机流-热-固多场耦合问题的数值计算方法，分析了此类问题的全耦合数学模型，研究了求解数学方程的强、弱耦合算法及其应用。根据耦合方式不同定义了三种分析方法：直接法、顺序迭代法和顺序耦合法，建立了它们与强、弱耦合算法的联系。验证方法正确性后，对比离心机温度场强、弱耦合算法的计算结果发现，强耦合算法计算时间长，但模拟细节好，更接近真实情况，弱耦合算法计算时间短，但精度较低，故采用强耦合算法计算离心机流场和温度场。三种分析方法计算热-结构耦合的结果相近，故选择顺序耦合法计算离心机结构变形。

多场耦合；计算方法；离心机；流场；温度场；结构场

离心机是惯性导航系统加速度计的标定和校准设备[1]，离心机转盘加速度计安装位置的半径误差是影响标定精度的主要因素。对于转盘半径为1.1 m的离心机，1 μm 的半径变化引起的加速度相对误差为0.91×l0-6，因此对于标定精度要求为 10-6级的精密离心机，其半径误差需控制在微米级。45号钢线膨胀系数为11.59×l0-6/℃，线性尺寸为1 m的结构在单位温度变化下线性尺寸变化达11.59 μm。……