Publication: Estudio y optimización de algoritmo numérico para problemas de lubricación hidrodinámica con cavitación
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2022
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info:eu-repo/semantics/openAccess
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Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
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En este trabajo se resuelve numéricamente el problema estacionario de lubricación hidrodinámica con cavitación en cojinetes, introduciendo para ello un campo de velocidades artificial y empleando el MEF junto con el método de las características. El problema parte del modelo matemático de Elrod-Adams para el comportamiento del lubricante. Considerar el fenómeno de cavitación en este modelo proporciona soluciones más realistas para la presión, pero requiere resolver un sistema de ecuaciones no lineal donde aparece un operador que es multivaluado. Para su resolución se utiliza el algoritmo de Bermúdez-Moreno, combinando sus ideas con el uso de una técnica de intersección de mallas, conocida como técnica supermalla, para llevar a cabo el cálculo exacto de ciertas integrales. Asimismo, se utilizan otras estrategias buscando una convergencia más rápida del algoritmo iterativo. Se realiza un estudio de las soluciones, de la precisión en la conservación de la masa, y de la velocidad de convergencia del método con el objetivo de acelerarla. Se presentan resultados numéricos de las simulaciones.
We present a study of a method to solve numerically stationary problems of hydrodynamic lubrication with cavitation in bearings using the finite element method and the method of characteristics. The problem is based on the Elrod-Adams mathematic model for the lubricant fluid behavior. To achieve realistic pressure solutions, cavitation must be considered. However, this leads to a non-linear system of equations including a multivalued operator. To solve this problem, we use the Bermúdez-Moreno algorithm combining its ideas with a mesh intersection technique, known as supermesh, to compute certain integrals exactly and other strategies to improve the performance of the iterative method. We have studied the solutions, the mass conservation precision and the convergence speed of the method trying to improve it. Numeric results of the simulations are presented.
We present a study of a method to solve numerically stationary problems of hydrodynamic lubrication with cavitation in bearings using the finite element method and the method of characteristics. The problem is based on the Elrod-Adams mathematic model for the lubricant fluid behavior. To achieve realistic pressure solutions, cavitation must be considered. However, this leads to a non-linear system of equations including a multivalued operator. To solve this problem, we use the Bermúdez-Moreno algorithm combining its ideas with a mesh intersection technique, known as supermesh, to compute certain integrals exactly and other strategies to improve the performance of the iterative method. We have studied the solutions, the mass conservation precision and the convergence speed of the method trying to improve it. Numeric results of the simulations are presented.
Description
UNESCO Categories
Keywords
MEF, Lubricación hidrodinámica, Método de las características, Técnica Supermalla
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Center
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Department
Mecánica