COMSOL Multiphysics^® 6.0 リリースハイライト

ローターダイナミクスモジュールアップデート

ローターダイナミクスモジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.0 では, ソリッドローター (固定座標系) インターフェース, 液体環状シール機能, 流体力学的スラスト軸受の乱流および表面粗さ効果を新たに追加しています. これらの機能およびその他の更新については, 以下をご覧ください.

ソリッドローター (固定座標系) インターフェース

新しいフィジックスインターフェース, ソリッドローター (固定座標系) は, 空間固定座標で3Dジオメトリを使用して軸対称ローターをモデル化するために使用することができます. このインターフェースは, 基本的に既存のソリッドローターインターフェースと同じ機能を持っていますが, 新しいインターフェースの利点として, 結果を解釈するために, 共回転座標系から空間固定座標系への変数の特別な変換が不要であることが挙げられます. 特に, キャンベルプロットは空間固定座標系で直接得られるため, ソリッドローターモデルで発生する固有振動数の変換に伴う, 渦巻きモードの誤検出による問題が発生しません. この新しいインターフェースは, Comparison of Campbell Plots Using Different Rotor Interfaces チュートリアルの異なるローターインターフェースモデルを使用したキャンベルプロットの比較で見ることができます.　

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Solid Rotor, Fixed Frame node highlighted, the corresponding Settings window, and a rotor model in the Graphics window.

ソリッドローター (固定座標系) インターフェースの設定を示すスクリーンショット.

液体環状シールモデリング

すべてのローターインターフェースで利用可能な液体環状シール機能を使用して, 液体環状シール内の流れがローターの動的応答に与える影響をモデル化できるようになりました. この機能には, Black-Jenssen と Childs の2つのモデルがあり, シールにかかる力を動特性係数でモデル化することができます. Black-Jenssen モデルは比較的長いシールに使用できますが, シール内の流れの入口旋回速度の変化を考慮することはできません. Childs モデルは短いシールにのみ有効ですが, シール内の流れの入口旋回速度のばらつきを考慮することができます. この新しい機能は Response of a Rotor Under the Influence of Seal Forces チュートリアルモデルでご覧いただけます.　

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Liquid Annular Seal node highlighted, the corresponding Settings window, and three rotor results in the Graphics window.

液体環状シールの設定を示すモデルのスナップショット

流体スラスト軸受の乱流効果

流体スラスト軸受における乱流と表面粗さの影響を, 一連の流量係数とせん断応力係数を用いてモデル化することができるようになりました. この効果は, 2つのケースでモデル化することができます:

カラーと軸受の表面が十分に滑らかで, ローターの高速回転により発生する乱れ
カラーとブッシュの表面の粗さが原因で発生する乱流

第二のケースでは, 完全被膜潤滑と混合潤滑の2つの潤滑レジームをモデル化することができます. 完全潤滑の場合, 接触荷重は潤滑油膜の圧力のみサポートされます. 混合潤滑の場合, 接触荷重は潤滑膜の圧力とアスペリティの接触圧力の両方で支えられます. 混合潤滑のモデリングは, 大きな負荷がかかる接触面において重要です.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Hydrodynamic Thrust Bearing node highlighted, the corresponding Settings window, and two thrust bearing results in the Graphics window.

スラスト軸受の膜圧力とアスペリティ接触圧.

コンポーネントモード合成

動的または定常解析のローターの基盤として, 計算効率の縮小モデルを使用できます. これらの縮小モデルは, Craig-Bampton 法を使用してコンポーネントモード合成解析を実行することにより, 弾性波およびマルチボディダイナミクスインターフェースを使用して構築された線形コンポーネントで使用できます.