Numerische Simulation zur Ermittlung des technischen Verhaltens aerostatischer Gaslager 

Beschreibung:

Aerostatische Lager haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Lagern. Aufgrund der geringeren Viskosität 
von Luft sind aerostatische Lager für hohe Rotationsgeschwindigkeit geeignet und erzeugen weniger Reibung. 
Durch die Vorbelastung des Lagers mit Gasdruck können Stick-Slip-Effekte beim Start-Stop-Vorgang vermieden 
werden. 

Während des Betriebs strömt Hochdruckgas durch Düsen des Lagers in den Spalt zwischen dem Lager und der 
Welle ein. Das technische Verhalten wie Tragfähigkeit und Steifigkeit können durch die Änderung des 
Förderdrucks beeinflusst werden. Numerische Simulationen zur Vorhersage des Verhaltens von Lagern können 
bei ihrer Auslegung eine große Hilfe sein. 

Die Arbeit gliedert sich in die nachfolgenden Teilaufgaben:
- Recherche zu thematisch verbundenen Veröffentlichungen 
- Verständnis der Eigenschaften von Gas bei hohem Druck 
- Konstruktion von CAD-Modellen von Lagern 
- Durchführung numerischer Simulationen mit CFD Software ANSYS Fluent 
- Bearbeitung und Diskussion der Simulationsergebnisse 
- Dokumentation der durchgeführten Arbeiten 

Betreuung: 

Yi Zhong, M. Sc.

Literatur:

[Song 2018] Analysis on discharge coefficients in FEM modeling of hybrid air journal bearings and 
experimental validation 

[Miyatake 2010] Numerical investigation of static and dynamic characteristics of aerostatic thrust bearings with small 
feed holes 

[G. Belforte 2015] CFD analysis of aerostatic pads with simple orifice-type feeding system 

[G. Belforte 2006] Discharge coefficients of orifice-type restrictor for aerostatic bearings 

[I.W. Tan 2015] A computational fluid dynamics analysis on air bearing designs 

[ANSYS, Inc. 2023] Ansys Fluent Theory Guide, Release 2023 R1 

[ANSYS, Inc. 2023] Ansys Fluent User´s Guide, Release 2023 R1