王艳真 李虎林 钟 涛 尹忠慰

(1.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011;2.上海交通大学设计学院 上海 200240)

水介质具有来源广泛、零污染、安全、阻燃、摩擦因数低、黏温特性稳定以及冷却效果好等一系列优点，是一种极具发展潜力的润滑介质。近年来，以水作为润滑介质的尾轴承在船舶上开始被广泛应用。目前，水润滑尾轴承材料一般为高分子聚合物，该类材料硬度低、弹性模量小，加之尾轴承低速的运行特性，使得高分子聚合物轴承在运行过程中通常会产生显著的弹性变形。因此，针对水润滑高分子聚合物尾轴承的工况特点，有必要将计入弹性变形的仿真方法引入轴承仿真模型中，建立适合于舰船水润滑尾轴承润滑特性计算的数值分析方法。

一般来讲，表面弹性变形量与最小液膜厚度处于同一数量级的润滑问题都属于弹性流体动压润滑(EHL)问题[1-2]。随着计算机技术及多场耦合计算的发展，流固耦合方法(Fluid-Structure Interaction，FSI)已经成为轴承弹流润滑分析的一种有力工具。LIU等[3]采用CFD-FSI方法研究轴承的弹性变形与动不平衡载荷对轴心轨迹的影响，将计算结果与基于雷诺方程的计算结果进行了对比，发现CFD-FSI方法的计算结果与试验结果更为接近。LIN等[4]利用CFD-FSI方法研究了不同的水槽分布对高速径向滑动轴承润滑性能的影响，研究表明水膜温度与空化体积分数随着转速的增大而增大，温升与空化体积分数随着沟槽数的增大而减小。LI等[5]利用CFD-FSI方法结合Fluent动网格技术研究了径向滑动轴承的瞬态流体动力学特性，并通过求解给定负载下轴承转子系统的运行方程分析了每一时间步下的轴心轨迹。……