Resolución numérica de las ecuaciones de lubricación hidrodinámica de Reynolds para cojinetes hidrodinámicos de empuje de zapatas fijas y móviles

Abstract

Este trabajo estudia la resolución numérica de las ecuaciones de lubricación hidrodinámica de Reynolds para un cojinete hidrodinámico de empuje de zapatas fijas o móviles. Se examina tanto el caso de zapatas bidimensionales de longitud infinita como tridimensionales de longitud finita, de sector de disco aproximado de manera rectangular de distintas configuraciones geométricas. El objetivo es obtener las distribuciones de presión, velocidad y tensiones viscosas, en el espacio entre la superficie y la zapata, con la finalidad de visualizar su capacidad de soportar carga. La configuración geométrica de las zapatas está representada por un dominio irregular, por lo cual se hará uso de una transformación de dominio para transformar la región física en un espacio computacional regular, discretizado mediante una grilla igualmente espaciada a lo largo de cada eje de coordenada, pero no necesariamente con el mismo número de divisiones. Para la resolución de las ecuaciones de gobierno previamente transformadas, se elige la técnica de aproximación numérica por diferencias finitas. Los resultados obtenidos mediante esta técnica serán verificados y/o validados con las soluciones encontradas por diversos autores para las mismas geometrías.

This work studies the numerical resolution of the Reynolds hydrodynamic lubrica- tion equations for a hydrodynamic thrust bearing with fixed or mobile pad. The examined cases are of two-dimensional pad of infinite length and three-dimensional pad of finite length, with an approximate rectangular disk sector of different geometric configurations. The objective is to obtain the pressure, velocity and viscous stress distributions in the gap between the surface and the pad, in order to visualize the load capacity. The geometric configuration of the pad is represented by an irregular domain, for which a domain transformation will be used to transform the physical region into a regular computational space, discretized by means of an equally spaced grid along each coordinate axis, but not necessarily with the same number of divisions. For the resolution of the previously trans-formed governing equations, the finite difference numerical approximation technique is chosen. The results obtained by this technique will be verified and/or validated with the solutions found by different authors for the same geometries.